除夕夜，在央視春晚的「牛起來(lái)」節(jié)目中，優(yōu)必選科技攜限定“拓荒?！睓C(jī)器人再一次登上了舞臺(tái)。這是我們與春晚的第四次相遇。下面，我們將為你揭秘“拓荒?！睓C(jī)器人背后的故事。

今年春晚的「牛起來(lái)」節(jié)目，通過(guò)將代表國(guó)家科技創(chuàng)新精神的四足機(jī)器人融入歌舞，展現(xiàn)中國(guó)的科技實(shí)力。不僅有頂“牛”劉德華、王一博和關(guān)曉彤在臺(tái)上歌唱，還有優(yōu)必選春晚限定“拓荒?！睓C(jī)器人迎歌起舞，奔向牛年。

1、為什么研發(fā)四足機(jī)器人？

優(yōu)必選科技在未來(lái)會(huì)更多地推動(dòng)產(chǎn)品在科研教育、商業(yè)服務(wù)及安防巡檢等場(chǎng)景落地，四足機(jī)器人的研發(fā)則符合這一發(fā)展方向。因其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、部署方便的優(yōu)勢(shì)，能夠幫助學(xué)生快速理解和實(shí)踐基礎(chǔ)AI和機(jī)器人知識(shí)，賦能高校科研教育；又因其在復(fù)雜環(huán)境中相比輪式和履帶式的機(jī)器人有更好的運(yùn)動(dòng)能力，可以補(bǔ)充公司現(xiàn)有的產(chǎn)品生態(tài)，推動(dòng)商業(yè)化應(yīng)用落地，為各行各業(yè)提供智能服務(wù)。

2、為春晚做了多久準(zhǔn)備？

2020年初，依托Walker研發(fā)中積累的核心AI技術(shù)，優(yōu)必選開(kāi)始研發(fā)四足機(jī)器人。同年年底，面對(duì)牛年央視春晚的需求，約20名工程師在不到3個(gè)月的時(shí)間內(nèi)攻克了力控關(guān)節(jié)、運(yùn)動(dòng)控制算法、自主定位導(dǎo)航算法等技術(shù)難點(diǎn)，設(shè)計(jì)研發(fā)出了春晚限定“拓荒?！睓C(jī)器人。

3、為什么是“拓荒?！睓C(jī)器人？

拓荒牛代表著深圳特區(qū)拼搏進(jìn)取和創(chuàng)新發(fā)展的精神，它已深深融入了特區(qū)人的血脈之中。這也與優(yōu)必選研發(fā)人員在研發(fā)機(jī)器人道路上從“少有人走的路”堅(jiān)持到“被驗(yàn)證的真理”，不斷摸索和試錯(cuò)、敢闖敢試、開(kāi)拓進(jìn)取的精神相吻合。因此，以深圳特區(qū)的拓荒牛為設(shè)計(jì)原型，是優(yōu)必選作為深圳科創(chuàng)企業(yè)向拓荒牛精神的致敬，也是在以實(shí)力證明和詮釋這種精神。

4、“拓荒牛”機(jī)器人有什么特別之處？

TA特別在外形——“拓荒牛”機(jī)器人本體站立身高83cm，重量為60kg，最大負(fù)重達(dá)到15kg，壯碩身材可媲美真實(shí)的牛。加上中國(guó)紅、祥云線條和科技感燈光，牛氣沖天。

TA特別在力控——優(yōu)必選的目的是設(shè)計(jì)一系列通用力控關(guān)節(jié)，采用的方案同時(shí)滿足高精度高帶寬力矩控制、較大的力矩/質(zhì)量比，令其未來(lái)得以在公司其它產(chǎn)品上使用。

春晚舞臺(tái)上，伴著音樂(lè)節(jié)奏，“拓荒牛”機(jī)器人自如歡快舞動(dòng)，“搖頭擺尾”、“扭動(dòng)抖肩”，拜年動(dòng)作一氣呵成，還不忘如深圳拓荒牛的經(jīng)典動(dòng)作一般力騰躍動(dòng)。

5、TA是如何配樂(lè)起舞的？

優(yōu)必選針對(duì)Walker機(jī)器人開(kāi)發(fā)了“基于優(yōu)化的全身運(yùn)動(dòng)控制”算法軟件庫(kù)，實(shí)現(xiàn)了多任務(wù)、多約束下的實(shí)時(shí)全動(dòng)力學(xué)控制，并可被很好地移植到四足機(jī)器人上。因此，工程師只需要根據(jù)編舞老師的要求設(shè)計(jì)動(dòng)作，軟件庫(kù)就可以自動(dòng)計(jì)算出實(shí)現(xiàn)這些動(dòng)作的力矩。同時(shí)，得益于自研實(shí)時(shí)控制器的高性能算力，復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和優(yōu)化控制算法，能夠穩(wěn)定在1kHZ下實(shí)時(shí)完成，令TA與音樂(lè)配合起舞。

6、TA是如何自如舞動(dòng)的？

“拓荒?！睓C(jī)器人擁有16個(gè)自由度（每條腿3個(gè)、頭部3個(gè)、尾巴1個(gè)），自主研發(fā)的高精度高帶寬伺服驅(qū)動(dòng)器令其足夠靈活。而同樣自主研發(fā)的高性能實(shí)時(shí)控制器則具有強(qiáng)實(shí)時(shí)性、算力可擴(kuò)展，接口可配置等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)ARM/GPU/X86/DSP等不同硬件平臺(tái)的組合配置，實(shí)現(xiàn)算力擴(kuò)展和均衡，滿足不同場(chǎng)景下的算力和功耗要求；支持EtherCAT/CAN/RS485多種總線實(shí)時(shí)通信，時(shí)間抖動(dòng)可控制在微秒級(jí)。這保證了TA的各個(gè)“關(guān)節(jié)”精準(zhǔn)地輸入位置和力矩，令“拓荒?！睓C(jī)器人在春晚舞臺(tái)順利演出。

7、TA是如何準(zhǔn)確走位的？

得益于自研定位導(dǎo)航系統(tǒng)，工程師們針對(duì)舞臺(tái)現(xiàn)場(chǎng)非常寬闊、對(duì)稱等特點(diǎn)，優(yōu)化了激光雷達(dá)建圖定位算法，快速部署，建立了舞臺(tái)的3D地圖，解決了高度對(duì)稱環(huán)境和稀疏特征下的定位問(wèn)題，讓“拓荒牛”機(jī)器人在大舞臺(tái)也不“怯場(chǎng)”。

2016年，540臺(tái)Alpha機(jī)器人登臺(tái)齊舞榮獲吉尼斯世界紀(jì)錄，也成為央視春晚的經(jīng)典之一。今年春晚開(kāi)播前，央視也回顧了這一年的經(jīng)典畫面。

自那年起，優(yōu)必選榮幸地成了春晚“?？汀保?

2018年春晚，24臺(tái)JIMU汪汪組隊(duì)“熱舞天團(tuán)”；

2019年春晚，6臺(tái)WALKER機(jī)器人與演員同臺(tái)表演歌舞「青春暢想」；

2021年春晚，“拓荒?！睓C(jī)器人的登臺(tái)是優(yōu)必選的第4次春晚出演。

這令我們不僅成為了難得的4上春晚的人工智能和人形機(jī)器人企業(yè)，也成為了國(guó)家的科技創(chuàng)新名片。春晚舞臺(tái)也記錄了優(yōu)必選的一路成長(zhǎng)。而在每次登臺(tái)的背后，是研發(fā)人員攻克一個(gè)個(gè)技術(shù)難點(diǎn)，一次次推進(jìn)產(chǎn)品迭代。

8、研發(fā)四足機(jī)器人主攻了什么難點(diǎn)？

力控關(guān)節(jié)是首要的技術(shù)難題。團(tuán)隊(duì)通過(guò)正反驅(qū)固有頻率匹配和慣量匹配的方法解決了電機(jī)、減速器、碼盤、力矩反饋單元的選型問(wèn)題，并在2020年10月研發(fā)出現(xiàn)在機(jī)器人上使用的兩款力控關(guān)節(jié)。

步態(tài)算法的研發(fā)則是另一難點(diǎn)。全地形快速行走和舞蹈動(dòng)作需要高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)控制算法，來(lái)實(shí)現(xiàn)給定軌跡的跟蹤。優(yōu)必選快速開(kāi)發(fā)出了四足機(jī)器人步態(tài)控制算法，實(shí)現(xiàn)了全地形快速行走和舞蹈動(dòng)作。

9、為什么優(yōu)必選叕上春晚了？

自主研發(fā)6大核心技術(shù)，全球申請(qǐng)專利超2500件，獲中國(guó)專利金獎(jiǎng)和銀獎(jiǎng)；

自主研發(fā)的WALKER機(jī)器人被評(píng)為全球值得關(guān)注的五大人形機(jī)器人之一；

機(jī)器人服務(wù)全球67個(gè)國(guó)家，在8大行業(yè)上崗；

3款防疫機(jī)器人為14個(gè)國(guó)家和地區(qū)提供無(wú)接觸服務(wù)，覆蓋9大高危場(chǎng)景；

幫助全球40多個(gè)國(guó)家150萬(wàn)學(xué)生了解、學(xué)習(xí)人工智能。

在新的一年，優(yōu)必選科技也將繼續(xù)致力于人工智能和機(jī)器人技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，向著“讓智能機(jī)器人走進(jìn)千家萬(wàn)戶”的目標(biāo)前行，秉承“拓荒?！钡木瘢蚁?、敢拼、敢創(chuàng)、敢闖，不負(fù)期待，為AI狂奔！