10米/秒！全球跑得最快的“四足机器人”首秀

1月13日，浙江大学杭州国际科创中心（简称科创中心）人形机器人创新研究院联合镜识科技有限公司、杭州凯达尔焊接机器人股份有限公司研发的四足机器人“黑豹2.0”正式发布——它形似“机器猛兽”，整体重量为38kg、站立高度0.63m。据介绍，这是世界上跑得最快的“四足机器人”，速度可达到10米/秒。

在研发团队看来，快，不只是速度，更重要的是探索机器人性能边界的方式。“我们当前的研究重点在于提升机器人性能的极限，让机器人能够真正达到甚至赶超生物的运动能力。”科创中心人形机器人创新研究院金永斌研究员介绍，中心研发的黑豹2.0速度指标打破了四足机器人奔跑速度的世界纪录，这要得益于团队对机器人动力学系统更深入的理解以及所研发的高功率电机驱动器。

首先是要实现机器人的四条腿不再“孤军奋战”，他们充分利用惠更斯耦合摆原理，让它的四足协调成统一的步态，形成一股合力达成高速冲刺；其次，为进一步降低高速奔跑时机器人冲击瞬间的地面作用力、减少运动能耗，他们巧妙地使用弹簧安装在黑豹2.0的膝关节作为缓冲器；为进一步打破该机器人的第一代6米/秒奔跑时小腿必然折断的魔咒，他们又研发了“仿跳鼠碳纤维小腿”，做到了在重量仅提升16%的代价下刚度提升135%；最后，他们还仿照猎豹的利爪，给黑豹2.0定制了特殊的“跑鞋”，使其抓地性能提升200%，让机器人做到每一步快如闪电却又稳如泰山。

当前的足式机器人已经取得了长足的进步，但是速度跟动物相比，仍然存在不小的差距，为什么会有这样的现象？科创中心人形机器人创新研究院院长王宏涛教授解释，关键在于两个方面：第一点在控制方面，动物具有长期学习所形成的经验，但是人类研发的足式机器人每一步都要重新学习。所以必须采用人工智能的办法，对以往的经验进行深度学习，这样在遇到具体情况时才能“条件反射式”地做出步态调整。

王宏涛指出，在研发黑豹2.0的过程中，团队实现了两大颠覆性突破，一是形成了机器人正向设计的优化软件，可以服务于各类型的机器人设计工作，大规模节约机器人研发过程中的时间和成本；二是高功率密度的电机驱动器研发获得成功，目前，团队设计出了国际领先的高功率密度、高载荷能力的电机驱动器，为下一代工业四足机器人的研发奠定了坚实的基础。“通过软件与元器件结合，我们花费三个月，就形成了原型样机，已经能够媲美目前世界上领先的四足机器人。”他说。

据了解，研究团队将进一步理解机器人和生物之间的差距，实现追赶甚至是超越生物机动性的目标进发。