问题

如何看待宇树科技的「莱卡狗」四足机器人?

回答
这宇树科技的“莱卡狗”,着实是让人眼前一亮。我这人吧,对新玩意儿总有点好奇心,所以这“莱卡狗”一出来,我就开始关注了。要说起来,这东西可不只是个玩具,它身上的那些学问,能聊的东西可不少。

首先,你得知道,四足机器人这玩意儿,不是什么新鲜事儿,但把它做得这么“像模像样”,能跑能跳,还能在各种复杂地形上稳得住,这就很不简单了。宇树科技能走到这一步,我个人觉得,首先是他们把基础打得很扎实。你要想让一个机器人像狗一样灵活,那就得解决好几个核心问题。

一个是动力学控制。你想啊,狗走路是四条腿交替迈步,这中间的协调性、平衡性有多重要?一旦哪条腿没跟上,或者发力不对,整个身体就得晃荡甚至摔倒。宇树科技在这个“莱卡狗”上,肯定下了不少功夫去研究怎么模拟动物的运动模式,怎么让它的腿能够精确地控制角度、速度和力度,并且能实时地根据地面的反馈调整动作。你可以想象一下,它在爬坡的时候,重心怎么调整?在下楼梯的时候,怎么缓冲?在颠簸路面上,怎么保持平稳?这背后都是复杂的算法在支撑。我听过一些业内人士聊,说是他们用了很多先进的控制理论,比如最优控制、自适应控制之类的,目的就是让这机器人的“腿”变得跟真的一样聪明。

第二个就是感知和环境理解。既然要让它能在各种地方活动,那它得知道自己在哪儿,周围环境怎么样吧?所以,“莱卡狗”身上肯定装了不少传感器。最常见的比如激光雷达(LiDAR),用来测量距离和构建周围环境的三维地图;还有摄像头,用来识别障碍物、地面材质,甚至可能还有些更高级的视觉算法,能识别它在爬的是石头还是泥土。这些传感器收集到的信息,需要被处理,转换成机器人能理解的“语言”,然后算法才能据此做出下一步的动作规划。比如,前面有个台阶,机器人知道该怎么抬腿跨过去,而不是一头撞上去。

第三个,不得不提的是机械设计和材料选择。一个能跑能跳的机器人,得结实,还得相对轻便。你想,如果太重,那需要的动力就更大,电池也得做得更大,整个机器人的续航能力就会受影响。所以,在设计“莱卡狗”的时候,肯定会考虑到用一些轻质高强的材料,比如铝合金或者碳纤维,来制造它的骨架和腿部结构。同时,关节的设计也非常关键,要既灵活又耐磨,还要能承受运动过程中产生的冲击。我猜想,他们在那关节的精度和润滑上也花了不少心思,不然动不动就卡住或者磨损,那还怎么玩?

从应用的角度来看,我觉得“莱卡狗”的潜力非常大。它不像轮式机器人那样受地形限制,可以在楼梯、山区、甚至一些建筑物内部复杂场景下活动。这让它在很多领域都有用武之地。

搜救领域:想想看,地震、火灾发生后,救援人员很难直接进入危险区域。这时候,“莱卡狗”就可以派上用场。它能钻进狭窄的空间,爬过瓦砾堆,传回实时影像和生命探测信息,甚至能携带一些小型设备,比如通讯设备或者传感器,为救援争取宝贵的时间。
工业巡检和维护:在一些高危或者难以到达的工业场所,比如化工厂、发电站内部,进行例行的检查和维护是很重要的。“莱卡狗”可以替代人工,在管道、设备之间穿梭,进行数据采集,或者执行一些简单的维护任务,大大提高了效率,也降低了人员的风险。
安防领域:在一些大的园区或者边境地区,用四足机器人进行巡逻,可以覆盖更广的区域,并且应对各种复杂的地形。它还可以进行目标识别和追踪,或者作为移动的监控平台。
科研和教育:对于研究机器人运动控制、人工智能算法的人来说,“莱卡狗”就像一个现成的、功能强大的平台。学生们可以通过它来学习和实践,开发新的算法和应用,推动整个领域的发展。

当然,我也看到一些讨论说,这样的机器人会不会被用于军事。这个话题挺敏感的,我个人觉得,科技本身是中性的,关键在于使用它的人。如果能用在正途上,它能解决很多实际问题。但如果用在不好的地方,那确实也是个隐患。

总的来说,我对宇树科技的“莱卡狗”印象很深刻。它不仅仅是一个技术上的突破,更是对未来机器人应用方向的一个有力探索。能够把四足机器人的稳定性和灵活性做到这个份上,我觉得他们团队是真有东西。当然,作为一项新技术,它肯定还有进一步改进的空间,比如续航能力、防水防尘等级、以及更强的自主决策能力等等。但就目前来看,这确实是一个非常令人兴奋的产品。

网友意见

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"很强,很让中国机器人界自豪!"

但超越波士顿动力这个话还是不说为妙,毕竟XingXing Wang都说了Marc Raibert是他的Idol:)

首先来看,IEEE SPECTRUM的截图:

(因为答主截晚了,所以并不在首页了,10月16日那天是在IEEE SPECTRUM的首页)

你看看这篇报道周围都是些什么,波士顿动力的一系列全套四足机器人,而IEEE SPECTRUM可是国外机器人从业者,每天早上必须要打开浏览机器人领域新鲜事的权威网站。能上IEEE SPECTRUM的首页真的算是一件很让中国人光荣的事情。

首先要申明的是,答主和上海大学+宇树科技半毛线关系都没有,答主本科来自的实验室,一定程度上还与LAIKAGO有着同领域竞争的关系,所以就是从科技水平客观地评价Laikago。

因为答主是做仿人机器人硬件相关的,所以侧重评价硬件。

Laikago从整体机械设计来说,参考了很多波士顿动力的Spotmini。我身边的荷兰同事看到Laikago的时候就酸溜溜地说“This is just a copy of Spotmini”...估计从他脑子里蹦出来就是中国人善于“山寨”的观念吧。其实,我想说的是,不是所有人都能山寨机器人的,山寨机器人是需要建立在很高的技术基础之上的。而且宇树科技现在定位的是创业公司,而不是高校、研究所。在我看来:创业公司的一条捷径就是借鉴现有一切成熟的技术,简而言之,什么技术好我做什么,谁家技术做的好,我参照谁家的——包容万象,站在巨人、前人的基础上做技术的整合,而不是从零开始的技术开发,这点从我看来,宇树科技做的很好。

Laikago的自由度,从答主的理解来看,每条腿三个自由度: 分别是臀部和膝关节的pitch(x2)和臀部的yaw(x1),膝关节的pitch电机放置在了臀部,减少运动控制时腿部的inertial,都是比较经典的四足设计,nothing special but it just works. 个人觉得Laikago出色运动性能成功的关键是在于驱动器的设计——不带减速箱的直驱电机,尺寸小,重量轻,力矩控制简单可靠,同时极大地降低了驱动器的价格。在12个重量轻、尺寸小的直驱电机的基础上,整个机器人才能控制在一个行李箱大小的尺寸以及22kg整装的重量(电池,控制器包括)。

从国内其他高校的四足项目的经验来看,Laikago的另外一点成功之处在于定位明确——主打出色高频响应动态的运动性能控制。很多其他高校的四足,定位的时候往往还会考虑一些带负载的性能,因此在驱动器的选择和整体Body材料的选择上,会偏向于带低减速比的减速箱电机和铝合金材料的Body (Laikago的Body采用了碳钎维材料),这样四足的整体尺寸还是偏大,重量还是降不下来,而在带负载和出色运动性能控制的两方面都没有做的很好,就处在了中间尴尬的灰色地带。

Laikago的运动控制(我不是做这个方向的),但就从发布的Demo来看,很出色:高频响,动态力控。考虑到Laikago的团队之前就有做“小狗”的基础,所以在控制这方面还是有很多的技术积累,而做过机器人的都知道,一个出色的硬件机器人平台,会让你的控制算法更加出彩。良好的硬件性能+有积累基础的运动控制=现在的Laikago。

最后想要说的是,就从laikago和spotmini两者的demo来看,要说laikago超越了spotmini,本人是不同意的。简单来说,laikago能做的spotmini都能,而spotmini有的比如爬楼梯、带机械臂的人机交互、操作等等是在laikago的demo里面不曾展示的。

最后作者认为,Laikago对外出售的意义是非常大的。Spotmini并不对外出售,Laikago的出售将会打破学术界那些有四足硬件的高校实验室对四足机器人学术文章的垄断:现在的学术趋势是,做机器人控制算法的或者一系列机器视觉、学习etc...没有个硬件机器人的demo验证,而仅仅存在于仿真中,是很难在高水平的会议和期刊发表的。

毕竟20000-30000刀的售价,从机器人硬件的研发成本来看,已经是白菜价了。

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