湖北省委副书记、省长王忠林
近期前往武汉大学调研人形机器人
整机研制工作情况
对武汉大学“天问”机器人研发团队
提出更高要求和更新期待
在刘胜院士的指导下
团队抢抓机遇、攻坚克难
研发出“壮硕”的“天问”机器人
行走跑跳、问答互动,样样精通!
今天就让珞珞珈珈为你讲述
“天问”机器人背后的故事吧!
走进武汉大学机器人学习算法与软操作实验室,18名同学正“各司其职”,齐心协力优化完善武汉大学首个人形机器人——“天问”的部件配置。据项目负责人、武汉大学工业科学研究院副教授李淼介绍,“天问”一名的取名灵感来源于《楚辞》中屈原的千古名篇《天问》,既象征着武汉大学对科技创新永无止境的追求,也寄托了团队对未来科技发展的无限憧憬。从今年3月18日正式立项,到6月完成样机组装、启动联调联试,再到如今熟练掌握走、跑、跳等基本技能,由刘胜院士领衔的“极端环境下高爆发多模态人形机器人研发与应用”项目团队始终锚定着更高、更远的目标,一步一步踏实前进。
身长1.7m、体重65kg的“天问”机器人,除了拥有普通机器人的机械式运动功能外,还拥有一双引人瞩目的“灵巧手”。整个机器人有36个自由度,其中,其中灵巧手的自由度就高达7个。在团队看来,灵巧性与可操作性是衡量机器人灵活性和功能性的重要指标,“天问”的柔性手指以腱绳驱动,简单灵巧,不仅能够实现对脆弱物品的柔性抓取,还能针对不同尺寸、外形、材质的物体调整抓取姿态和最佳力度。看似轻松丝滑的抓取动作背后,是系统完善的总体设计、精密细致的技术嵌入,更是团队锲而不舍、九转功成的最佳见证。
为了让“天问”机器人的运作更自然、更协调、更灵活,研究团队加大难度、反复调试,让其在仿真环境中不断学习进步。除了强调力量和精准度的“灵巧手”,团队还研发了具有高灵活性和适应性的“柔性手”。“操作是人形机器人控制的一大重点,针对不同形态的物品,机器人手如何抓得稳、握得住,实现类似人手的抓取效果,是武汉大学人形机器人团队要攻克的重要难题。”李淼坦言。
经过数月的不断调试和修复,团队从整体结构、电路、算法等层面确定了下肢用强化sim2real和上肢用模仿扩散模型的技术路线,并初步实现了机器人稳定行走的功能。步伐稳健、定位准确、动作流畅、执行高效……武汉大学的人形机器人科技感十足、神秘感满满,如同一位从未来穿越而来的使者,身上散发着先进的技术光辉和深沉的科研智慧,让人情不自禁想要一探究竟“天问”背后的故事。
“人形机器人是科技竞争的新高地、未来产业的新赛道、经济增长的新引擎,商业化应用正加速推进,前景广阔、未来可期。”8月22日,湖北省委副书记、省长王忠林前往武汉大学调研人形机器人整机研制工作情况时如是强调。武汉大学“天问”人形机器人团队由中国科学院院士、武汉大学动力与机械学院院长、武汉大学工业科学研究院教授刘胜统筹领导,整体聚焦“大脑、小脑、感知、躯干、四肢”等关键部件,开展人形机器人整机制造集中攻关,长期广受关注。
据介绍,“天问”团队由武汉大学工业科学研究院兼微电子学院副教授李淼、武汉大学城市设计学院副教授邓俊、武汉大学动力与机械学院教授郭朝三位老师具体指导,集聚了武汉大学工业科学研究院综合计算机科学、动力与机械工程、城市设计、测绘遥感等11个优势学科资源,相关专业领域师生联合攻关核心问题,寻找技术方案。在研发过程中,李淼老师主要负责统筹整个机器人的技术运用和上肢(包括手、眼、脑)操控,郭朝老师主要负责下肢的运动控制和上下肢的联动协调,邓俊老师则负责“天问”的感知系统,致力于开发人形机器人的交互能力,实现“天问”的智能化。
提到团队成员的“集结”,三位指导老师都称其为“兴趣碰撞下的自发性合作”,早在人形机器人研发项目之前,几位老师便有着密切的学术联系和科研交流,在共同关注到“人形机器人”领域的现实价值和发展前景后,他们又不约而同地集结起来,以“做什么、怎么做、达成什么样的效果”为目标导向,最终组建起一个庞大且专业的团队。绘制机械结构、搭建机械硬件、安装调试四肢、为机器人“穿衣戴帽”、进行渲染设计……在一步步的摸索和尝试中,“天问”人形机器人已在抓取、机器学习和生物进化等方面取得了瞩目成果。
“‘天问’人形机器人在聚焦不同部件的基础上完成整合,这就需要每位成员各骋所长、各司其职、相互配合,在保持自身高水平的前提下,加强跨学科交流,才能真正实现‘1+1>2’的效果。”团队成员刘思宇说。目前,经历了调试运动形态的初级阶段,研究团队正致力于打造能够实现情感表达、情感互动、“情智互融”的亲和、人性的机器人,以更好地嵌入生活服务场景,为机器人注入更多情感价值,这也正是“天问”机器人锚定的创新目标和长远规划。
研发周期时间短、任务紧,给团队带来了诸多困难,对于负责设计的邓老师而言更是如此。“‘天问’机器人的研发不同于普通的工程运行,我们需要等待基本的结构搭建完成后才能进行视觉设计,在这个过程中‘配合’就显得尤为重要。”面临人力、资源、时间的综合挑战,团队成员们在老师的悉心指导下,赓续科研精神、坚定信心决心,不断磨合、精益求精、追求极致,力求用最高的效率呈现出最理想的效果,最终才有了如今“天问”人形机器人的顺利问世。
随着人工智能技术的不断进步,人形机器人的产业化应用落地正逐步加速,人形机器人产业正成为国际竞争抢占的制高点。未来,在家政服务、教育教学、医疗健康、智能制造、特种环境、城市治理等社会各行各业中,都将有望看到人形机器人的身影。因此,研发之初,刘胜院士的人形机器人团队便将目光着眼于整个人形机器人产业的发展,在科研攻关的过程中力图打破学科边界、打通产业全链条,夯实基础、协同合作,提升未来人形机器人产业的整体水平。在此基础上,“天问”人形机器人的核心零部件实现了80%的“鄂产鄂研”,目前也已实现了人形机器人在极端环境下高爆发多模态的研发与应用。
在“天问”机器人的攻关过程中,研究团队充分利用武汉大学的跨学科优势,联合各单位共同攻克研发难题。他们借助动力机械的机械设计、动力控制,以及测绘遥感的定位导航技术,结合计算机学科的人工智能算法,使得武汉大学的人形机器人得以迅速构建。不仅如此,团队积极与湖北地区各大高新技术企业展开密切合作,不仅与在视觉、触觉与导航算法方面寻求计算机学院、测绘遥感国家重点实验室的技术帮助,还与计算机学院、科大讯飞共同研发大模型,与黑芝麻芯片企业合力生产驱动“天问”生“眼”长“脑”的芯片,充分利用不断推动着项目的进展。这种跨学科、跨领域的联合合作,既为“天问”项目提供了宝贵丰富的技术资源、彰显了武汉大学的科研优势,还展示了湖北地区高新技术产业的蓬勃发展。而“天问”项目现阶段的成功和未来的发展,无疑将为武汉大学和湖北地区的高科技产业带来更多的可能。
作为人工智能技术与机器人技术深度融合的产物,人形机器人研发攻关的重要性不言而喻。近年来,武汉大学也着力打造机器人的人才培养摇篮,为武汉大学的机器人研发输送源源不断的动力和高水平人才。除“天问”机器人外,该团队还将目光聚焦到医疗和制造领域,研发医疗机器人辅助介入手术和临床试验、降低医疗事故风险,与企业合作不断推动智能制造机器人、3D打印机器人等的创新迭代,赋能机器人向更广、更深领域发展。未来人形机器人将走向何方我们无从知晓,但精彩亮相的“天问”机器人,在实验室中灵动而坚韧,以机械之躯承载着武汉大学的智慧与勇气,每一次优化升级,都诉说着一个个动人的故事,每一次迭代更新,都为珞珈山带来无限惊喜。
“希望我们的人形机器人,能够做到跳跃100万次不坏,把机器人的各项技术都做到极致,希望我们团队的成员能够继续勇攀高峰,追求卓越!”刘胜院士对项目和团队充满期待和信心。
数月的研发道路上
“天问”团队抢占新时机新赛道
赋能机器人制造“加速度”
接连不断创造惊喜
未来,武大将锚定长远目标
加快技术创新 促进学科融合
占领科技竞争新高地
为高水平科研成果转化落地
贡献武大智慧和力量