騰訊全新輪腿式機器人Ollie（圖片來源：騰訊）

6月4日消息，昨天，騰訊旗下Robotics X實驗室發布最新輪腿式機器人Ollie（奧利）。據悉，Ollie兼具輪式結構和腿部能力，能完成跳躍、360度空翻等高難度動作，有望在拓展感知、負載等各功能模塊後走進更多生活場景。

Ollie是騰訊Robotics X實驗室發布的第四代機器人。去年11月，騰訊發布最新四足移動機器人Jamoca和自平衡輪式移動機器人；在今年3月，該實驗室發布的首個軟硬件全自研、實現腿和輪自動切換的多模态四足機器人Max，兩次都引發了廣泛關注。

事實上，足式運動和輪式運動是當前機器人移動能力研究的兩大主流方向。因此，騰訊Robotics X實驗室發布的幾款機器人産品的運動方式，基本都屬于行業普遍研究級别，但對于該實驗室團隊來說，Ollie的發布是一個裡程碑式事件。

不過，就目前來看，騰訊發布的輪腿式機器人依舊逃脫不了學術、小衆的疑問，包括波士頓動力機器人在内的這些追求技術先進性的“論文型”智能機器人，距離商業化依然很遙遠。

“我們希望能統籌基礎研究、逐步攻克核心關鍵技術、最終構建一個系統、完備、高效的技術創新體系。”騰訊Robotics X 實驗室團隊去年11月在接受钛媒體App采訪時表示，其希望通過深入探索機器人的通用能力，為虛拟到真實世界搭建一個有力的橋梁。

三年推四款機器人，騰訊團隊主攻算法驅動

騰訊Robotics X實驗室成立于2018年3月15日，由著名計算機視覺和多媒體技術專家，現任騰訊AI Lab主任張正友領導。該實驗室主攻移動、靈巧操作和智能體三大機器人核心通用技術，并聚焦于多模态移動機器人的研發。與通用人工智能、AI 醫療并稱騰訊AI領域的三大核心戰略。

實驗室移動技術框架包含機械設計、感知、運動規劃及控制，以及融合這三者的整機系統設計與搭建等四大模塊，他們分别可理解為機器人的軀幹、眼睛、大腦，以及各“器官”協調的能力。

2020年11月20日，騰訊公布了其在移動機器人研究方面的新進展：國内首個能完成走梅花樁複雜挑戰的四足移動機器人Jamoca，以及自平衡輪式移動機器人首次對外亮相。

基于自研的機器人控制技術，騰訊Robotics X實驗室為Jamoca打造了一個能應對複雜環境的智能大腦。這個大腦讓Jamoca能行走、小跑和跳躍，并賦予了它自主定位和避障的能力，最終達到了極高的技術标準——誤差1厘米内的感知定位、根據環境進行的10毫秒級路線規劃、基于動力學的1KHz實時力矩控制、梅花樁中心點1厘米内的落腳誤差，以及全系統的高度協同。

（注：Jamoca完成的挑戰由高60厘米、呈20°斜面角度的台階和鄰樁最大高度差16厘米、間距不等的梅花樁兩部分組成。）

據介紹，為了讓Jamoca利用感知系統實時感知到的機器人本體及梅花樁位置信息，并基于質心動力學構建優化問題，實現在線的質心軌迹生成和落腳點規劃。在保證機器人的四條腿可以安全地踏到下一步的梅花樁的同時，騰訊Robotics X實驗室團隊利用數據算法優化出一條本體移動長度最短、綜合耗力最小的運動軌迹，并且可以在線持續地進行上述運動規劃。

“騰訊Robotics X在自研Jamoca的過程中，實現了對移動機器人技術原理的深入理解和創新性實現。我們在理論上推導準确的運動學和動力學模型，并構建不同的優化問題求解感知、規劃和控制中相對應問題的最優解，同時保證算法的精确度，有效性，實時性和魯棒性等。”騰訊Robotics X實驗室團隊向钛媒體App透露，Jamoca本體由國内團隊（雲深處科技公司）打造，實驗室對感知系統進行了自主的設計改裝，該實驗室主攻研究算法驅動，并非設計制造機器人本體。

也就是說，騰訊Robotics X實驗室團隊重點研究的是算法與系統集成，更多是在軟件層面。

而自平衡輪式移動機器人，在傳統輪式移動機器人基礎上，增加了動量輪及其電機驅動系統，使得機器人可以在靜止及行進狀态下均保持平衡不倒。而且依靠平衡算法，即使受到一定的外界幹擾，騰訊自平衡輪式移動機器人仍然可以在保持自平衡狀态的同時，實現平穩地向前行駛。

“算法自研的Jamoca正是基于騰訊在感知、運動規劃與控制兩方面的研究成果，實現了系統性的集成融合，讓Jamoca成為了國内首個能完成走梅花樁複雜挑戰的四足機器人。而整機自研的自平衡輪式移動機器人則可以視作騰訊在機器人的機械設計和整機系統設計與搭建方向能力上的一個裡程碑項目。”騰訊團隊向钛媒體App表示。

近七個月後的今天，騰訊再度發布旗下第四款機器人Ollie，同時其也是該團隊研發的第二款輪腿式機器人（wheel-legged robot）。

在滑行和跳躍能力上，新的Ollie機器人采用“适應性地應用非線性控制方法”，可實現360度自由轉體，S線極限滑行等高難度動作，跳上40厘米台階，垂直起跳可最高達60厘米。同時，其采用機器人全身動力學，有效控制機器人的全身姿态，提升抗外界幹擾能力，面對實驗擊打可以穩住不傾倒，較為平穩地實現上坡下梯。

在計算能力上，Ollie能夠事先規劃運動軌迹，從而得到整個運動的關節電機位置、速度和關節力矩的參考值序列，以實現前空翻動作。

據騰訊介紹，目前其負載第三條臂實現的相關技能還處于初步探索階段，已實現在三輪穩定模态下搭載機械臂，完成簡單操作任務。

Ollie機器人

該機器人相關研究論文已被今年ICRA會議（IEEE International Conference on Robotics and Automation國際機器人與自動化會議，機器人領域最有影響力的國際學術會議之一）收錄，題名為《Balance Control of a Novel Wheel-legged Robot: Design and Experiments》。

騰訊Robotics X實驗室團隊對钛媒體App表示，這些技術具有通用的價值和意義，它的在線環境感知、最優運動規劃和實時運動控制等能力，可為後續研究機器人适應複雜的現實環境提供了很好的參考價值。

輪式機器人離商業化還很遠

根據賽迪顧問近日發布的一項數據顯示，受新冠疫情影響，2020年中國服務機器人市場規模達到人民币283.8億元，同比增長37.4％，預計到2023年市場規模将達到751.8億元；而據中國電子學會及IFR數據統計，預計到2023年，中國工業機器人市場規模将突破人民币630萬元。

盡管上述數據顯示出整個機器人商用市場前景巨大，但就目前來看，包括波士頓動力機器人、騰訊Ollie機器人在内的這些“論文型”智能機器人，距離大範圍商用化落地依然很遙遠。背後主要有以下三個原因：

首先，Ollie這類輪式機器人應用場景太少。衆所周知，輪式、履帶式機器人在行動方面對于地面的要求是很嚴格的，由于輪式、履帶式機器人轉向性能差、功耗較大, 運動控制比較複雜，從而限制了應用場景的拓寬，一般僅應用于無人駕駛、自動駕駛汽車或者是載人航天領域。與此相對的，市場更看好腿(足)式機器人的發展，在運動的靈活性以及環境的适應性上比之輪式、履帯式機器人擁有更為顯著的優勢。

其次是成本原因。由于技術型機器人對于關節靈活度等方面的要求更高，硬件更為定制化，加上算法、人工等，使得機器人成本價格依然居高不下。以Nao機器人為例，據了解，光是硬件成本就高達12000歐元（約人民币9萬元），從而不能大範圍的進入家庭，目前Nao機器人主要被用于實驗室的技術研發以及一些機器人競賽當中。同時，波士頓動力旗下的腿(足)式機器人，成本無一不在幾百萬美金左右。

最後，諸多技術問題不夠完善。浙江大學控制學院機器人團隊負責人、科技部智能機器人重點專項專家組專家熊蓉教授此前表示，以能量消耗為例，人類的能量消耗一般都是在0.01—0.2單位，而腿（足）式機器人的能量消耗都在2以上，像ASIMO和“Big Dog”分别是2單位和15單位，而消耗大也就意味着續航時間的不夠長，并不足以滿足未來人們的需求。

熊蓉教授表示，在前進過程中，腿（足）式機器人是一種離散的落腳點的方式，可以适應多變的地形，其多肢體、多自由度的設計可以使其根據作業要求“主動”調節身體高度，以保證身體的平衡穩定性。與此同時，當一個肢體在作業中發生故障問題，腿（足）式機器人依然能夠繼續運作，也就是說，它具備一個“容錯性”，而這時輪式、履帶式機器人沒有的一個特性。

因此在短時間内，人們并不那麼急切需求先進技術的機器人産品，将自身算法打磨好、除掉bug以及降低隐患風險，是諸多機器人研發團隊目前所要做到的。

随着5G AI技術不斷普及，以及國家戰略的推進和産業鍊的發展，機器人或将開啟下一場科技與産業革命，有望誕生的千億級應用市場，特别是國内雲、網、端三位一體機器人的應用市場将無限放大。

“未來30年，第四次産業革命将會興起，機器人行業産能将會達100億台以上。”一位機器人公司負責人此前在接受钛媒體App采訪時這樣表示。

騰訊Robotics X實驗室團隊強調，未來，他們還将在機器人行業做全方位、多領域的探索，向人機共存、共創、共赢的未來不斷邁進。

（本文首發钛媒體App，作者｜林志佳）

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