在剛剛結束的成都大運會閉幕式上
，人形機器人“天團”吸引了全球目光。

在第三篇章《夢想·致未來》中
，優必選自主研發的人形機器人Walker X騎著平衡車快速行進、急速轉圈、高速動作，與舞蹈演員“鬥舞”拉開序幕
，並觸發本次閉幕式的重頭戲。

Walker X騎著平衡車環繞舞台

，用手指逐一點亮15塊移動屏幕，與宋代著名繪畫藝術珍品《蜀川勝概圖》進行互動。隨後4台熊貓機器人優悠上場，手拿風車和自拍杆，與樂隊和50多名演員合作。在這個節目中，人形機器人不再是配角，而是成為最矚目的主角。

這是世界性綜合運動會首次在閉幕式采用大型人形機器人
，5台人形機器人完成這一係列複雜動作的背後
，有哪些技術難題
，又隱藏著哪些核心技術

？

01

人形機器人騎平衡車登上大運會閉幕式，有哪些技術難點？

在大運會閉幕式的舞台上，優必選4台熊貓機器人優悠和1台大型人形機器人Walker X需要在非常複雜的環境中與多名演員進行互動，並自主控製自拍杆、平衡車等設備，全麵呈現了豐富的人機交互技術、高難度的平衡控製技術
、穩定的步態控製技術
、複雜的路徑規劃技術、多傳感器融合的定位技術等多項人形機器人核心技術。

這次優必選為大運會項目專門研發了機器人平衡車，實現了人形機器人控製平衡車。

人形機器人騎平衡車，主要分四步：感知、規劃、控製和執行（動作展示）。這個看似簡單的流程
，實際非常複雜。大運會閉幕式的開放式舞台，更加劇了這個流程的複雜度。

人ren在zai騎qi平ping衡heng車che時shi，首shou先xian要yao通tong過guo眼yan睛jing等deng感gan知zhi器qi官guan獲huo知zhi自zi己ji所suo處chu的de位wei置zhi和he周zhou邊bian的de環huan境jing情qing況kuang，例li如ru自zi己ji應ying該gai按an著zhe哪na一yi條tiao路lu線xian前qian進jin。這zhe些xie信xin息xi會hui經jing由you大da腦nao的de中zhong樞shu神shen經jing係xi統tong進jin行xing處chu理li，進jin而er下xia發fa動dong作zuo指zhi令ling至zhi某mou個ge活huo動dong執zhi行xing單dan元yuan，例li如ru手shou、腳(jiao)等(deng)，完(wan)成(cheng)具(ju)體(ti)的(de)動(dong)作(zuo)指(zhi)令(ling)。與(yu)此(ci)同(tong)時(shi)

，人(ren)的(de)身(shen)體(ti)會(hui)基(ji)於(yu)各(ge)種(zhong)信(xin)息(xi)進(jin)行(xing)實(shi)時(shi)調(tiao)整(zheng)力(li)度(du)

，比(bi)如(ru)讓(rang)自(zi)己(ji)的(de)重(zhong)心(xin)稍(shao)稍(shao)前(qian)傾(qing)
，最(zui)終(zhong)實(shi)現(xian)動(dong)態(tai)平(ping)衡(heng)。

與人類似，機器人在執行任務時，第一步便是利用攝像頭、激光雷達等傳感器識別周圍環境
，以及IMU（慣性測量單元，用於加速度、角速度和姿態等信息）、輪式裏程計（測量平衡車的車輪轉動的距離，來計算出機器人的位移），再加上UWB（超寬帶）技術來實現無線定位，讓機器人知道“自己在哪兒”
，從而為其在舞台等複雜環境實現大場景、遠距離的精確行走提供導航信息。

zhexieduochuanganqideronghe，benzhishangshiweilekefudanyichuanganqidejuxian，tigaojiqirenzaifuzahuanjingzhongdedingweijingduhelubangxing，zaipeihexiangyingdelujingguihuasuanfa，shixianpinghengchezaiwutaishangjingquewendingdedaohanghedingwei。

好比人的多個感官係統，如果隻憑借觸覺，難免造成盲人摸象
，很難形成對事物的整體感知。

yaojiangzhexiebutongchuanganqicaijidaodefeijiegouhuashujuronghezaiyiqibingburongyi，youqihaiyaoshixianhaomiaojijisuanyuxiangying
，chuleyaopeibeiqiangdasuanlidexinpianyiwai，duiyuduoshujuronghedesuanfayaoqiuyejigao。erzhexiefuzaxinxishujudechulihejisuan，zhiwanchenglediyibu。

接著，當機器人感知到自身位置之後
，便要開始規劃上下場路徑。

在舞台現場，每台熊貓機器人優悠要行走20米，並在1分(fen)鍾(zhong)之(zhi)內(nei)完(wan)成(cheng)上(shang)下(xia)場(chang)，以(yi)及(ji)切(qie)換(huan)隊(dui)形(xing)。這(zhe)個(ge)過(guo)程(cheng)中(zhong)比(bi)較(jiao)大(da)的(de)難(nan)點(dian)在(zai)於(yu)，隊(dui)形(xing)很(hen)難(nan)保(bao)持(chi)一(yi)致(zhi)，並(bing)且(qie)要(yao)求(qiu)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)執(zhi)行(xing)動(dong)作(zuo)時(shi)不(bu)能(neng)互(hu)相(xiang)幹(gan)擾(rao)。

為了克服這個難點，優必選開發出了基於時序的路徑規劃技術
，實現在有限空間內讓多台機器人安全、互(hu)不(bu)幹(gan)擾(rao)地(di)行(xing)走(zou)。同(tong)時(shi)
，優(you)必(bi)選(xuan)將(jiang)離(li)線(xian)規(gui)劃(hua)的(de)運(yun)動(dong)裏(li)程(cheng)計(ji)與(yu)在(zai)線(xian)反(fan)饋(kui)定(ding)位(wei)信(xin)息(xi)的(de)差(cha)值(zhi)實(shi)時(shi)引(yin)入(ru)步(bu)態(tai)調(tiao)整(zheng)中(zhong)，通(tong)過(guo)修(xiu)正(zheng)行(xing)走(zou)步(bu)長(chang)和(he)轉(zhuan)向(xiang)步(bu)長(chang)的(de)方(fang)式(shi)，實(shi)現(xian)機(ji)器(qi)人(ren)上(shang)下(xia)場(chang)軌(gui)跡(ji)的(de)精(jing)確(que)控(kong)製(zhi)，避(bi)免(mian)機(ji)器(qi)人(ren)出(chu)現(xian)“拖拉拽”帶來的碰撞問題。

感知
、規(gui)劃(hua)之(zhi)後(hou)
，便(bian)是(shi)控(kong)製(zhi)與(yu)執(zhi)行(xing)。控(kong)製(zhi)是(shi)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)理(li)解(jie)語(yu)義(yi)任(ren)務(wu)之(zhi)後(hou)形(xing)成(cheng)的(de)動(dong)作(zuo)
，而(er)執(zhi)行(xing)則(ze)是(shi)具(ju)體(ti)動(dong)作(zuo)帶(dai)來(lai)的(de)結(jie)果(guo)展(zhan)示(shi)。比(bi)如(ru)，機(ji)器(qi)人(ren)跳(tiao)舞(wu)，實(shi)際(ji)上(shang)是(shi)機(ji)器(qi)人(ren)控(kong)製(zhi)各(ge)個(ge)執(zhi)行(xing)單(dan)元(yuan)的(de)效(xiao)果(guo)展(zhan)示(shi)。

由於四台熊貓機器人表演的舞台區域由升降台和一塊塊木板拚接而成
，表演時，舞台會升高1.5m，而er且qie舞wu台tai間jian隙xi存cun在zai高gao低di落luo差cha，這zhe對dui於yu機ji器qi人ren步bu態tai的de穩wen定ding性xing和he複fu雜za環huan境jing的de適shi應ying性xing要yao求qiu極ji高gao。讓rang機ji器qi人ren走zou得de穩wen，也ye一yi直zhi是shi困kun擾rao人ren形xing機ji器qi人ren的de最zui大da難nan點dian之zhi一yi。

優必選大型機器人采用了六維力

、IMU、位置、視(shi)覺(jiao)等(deng)多(duo)種(zhong)傳(chuan)感(gan)器(qi)數(shu)據(ju)
，估(gu)計(ji)機(ji)器(qi)人(ren)自(zi)身(shen)運(yun)動(dong)狀(zhuang)態(tai)和(he)環(huan)境(jing)信(xin)息(xi)，並(bing)針(zhen)對(dui)複(fu)雜(za)地(di)形(xing)研(yan)發(fa)特(te)定(ding)的(de)行(xing)走(zou)算(suan)法(fa)
，同(tong)時(shi)通(tong)過(guo)平(ping)衡(heng)控(kong)製(zhi)器(qi)實(shi)時(shi)在(zai)線(xian)調(tiao)整(zheng)，來(lai)解(jie)決(jue)機(ji)器(qi)人(ren)在(zai)不(bu)平(ping)整(zheng)地(di)形(xing)下(xia)行(xing)走(zou)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)問(wen)題(ti)。

閉幕式現場，機器人除了與人鬥舞
，還能與小朋友互動
，接過風車、拍照留念等等，為此優必選專門設計了擬人化程度更高的機器人動作，讓人形機器人的頭部、腰部
、手臂動作顯得自然流暢。

此外
，Walker Xzaipinghengcheshangjinxingbiaoyan，yaoqiurenxingjiqirenjinxingkuaisuyundongyigenshangyinlejiepai。youbixuantongguochixudesuanfayouhualaixunzhaozuiyoumoxing，tongguoguanjiekongjianneidezuiyoulujingguihua，jiangrenxingjiqirenwutaidongzuochengxiandesudutishengleyibeizhiduo。

02

人形機器人走進生活還有多遠？

作為機器人的最終形態，一個能說會道、像人一樣走路工作的人形機器人
，是人們對機器人的終極理想。

優必選CTO熊友軍此前在2023世界人工智能大會演講中提到
，“人形機器人的iPhone時刻已經開啟，人形機器人將在人類科技史上留下濃墨重彩的一筆。”

熊(xiong)友(you)軍(jun)認(ren)為(wei)

，從(cong)工(gong)業(ye)革(ge)命(ming)以(yi)來(lai)，每(mei)一(yi)個(ge)時(shi)代(dai)都(dou)有(you)它(ta)的(de)標(biao)誌(zhi)性(xing)產(chan)品(pin)，第(di)四(si)次(ci)工(gong)業(ye)革(ge)命(ming)是(shi)智(zhi)能(neng)化(hua)的(de)改(gai)革(ge)，其(qi)標(biao)誌(zhi)性(xing)產(chan)品(pin)就(jiu)是(shi)人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)。人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)是(shi)一(yi)個(ge)多(duo)任(ren)務(wu)、通(tong)用(yong)型(xing)的(de)機(ji)器(qi)人(ren)平(ping)台(tai)，更(geng)能(neng)適(shi)應(ying)人(ren)類(lei)的(de)生(sheng)存(cun)環(huan)境(jing)，更(geng)易(yi)使(shi)用(yong)人(ren)類(lei)的(de)生(sheng)產(chan)工(gong)具(ju)，更(geng)易(yi)與(yu)人(ren)進(jin)行(xing)情(qing)感(gan)交(jiao)流(liu)，人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)將(jiang)賦(fu)能(neng)各(ge)行(xing)各(ge)業(ye)
，最(zui)終(zhong)走(zou)入(ru)家(jia)庭(ting)。生(sheng)成(cheng)式(shi)人(ren)工(gong)智(zhi)能(neng)與(yu)人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)技(ji)術(shu)融(rong)合(he)後(hou)，有(you)望(wang)大(da)大(da)提(ti)高(gao)人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)產(chan)品(pin)迭(die)代(dai)速(su)度(du)和(he)提(ti)升(sheng)交(jiao)互(hu)體(ti)驗(yan)


，使(shi)人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)變(bian)得(de)更(geng)加(jia)智(zhi)能(neng)
，從(cong)而(er)加(jia)速(su)走(zou)入(ru)家(jia)庭(ting)的(de)進(jin)程(cheng)。

業內一般將人形機器人技術領域的難點歸為兩方麵，一是算法，二是機械結構。

前文曾提到
，人形機器人采用多類傳感器（視覺、觸覺、力傳感、編碼器等等）

，這些傳感器感知數據的融合，以及規劃控製算法，需要不斷地測試模型、調優
，是一個巨量工程。

在算法做到精準極致的前提下
，人形機器人的機械結構亦相當重要，其涉及的零部件，如舵機
、伺服器、線束等數量繁雜

，對結構設計的緊密性
、靈活性要求很高。

例如，人形機器人的“腿”，哪怕隻是一條線束發生纏繞，機器人就很可能直接喪失行走能力。

即便算法和機械結構的問題解決了，還有一個至關重要的問題：如何保證人形機器人的魯棒性，即穩定性。

jiqirendelubangxing
，keyijiandanleibiweixinpiandelianglv
，yikuanxinpiannengbunengchengshudeshangyong，zaiyuqilianglvdegaodi，lianglvyuegao，jinrushichangdegailvyueda，fanzhilianglvdidexinpian，liangchanguimoxiaoqiehennantuixiangshichang。jiqirendelubangxingyueqiang，yiweizheqizhixingrenwudenengliyuewending
，jiuyuejubeiluodidekeneng，fanzhiyiran。

不過
，這些難題並沒有影響人們對人形機器人的關注與熱情。作為中國人形機器人的先行者，優必選大型人形機器人Walker 已經更新到第四代，並在央視春晚、深圳經濟特區成立40周年晚會、迪拜世博會中國館等多個重要場景，展示中國人形機器人技術實力。

近兩年，特斯拉、小米
、三星等國際巨頭先後宣布入局人形機器人，特斯拉CEO馬斯克甚至表示，未來的人形機器人需求有望達到100億台。對於人形機器人市場的樂觀情緒
，從中可見一斑。

現階段的人形機器人在技術上還有很大的提升空間，但伴隨著技術的「湧現」，人形機器人或許將在不久之後迎來一次技術躍遷。

畢竟
，在ChatGPT未問世之前，人們也將AI戲謔為人工智障。但如今，通用型人工智能的希望已可以窺見曙光。AI大模型這類底層技術的變革，也將給人工智能行業，包括機器人在內的諸多細分賽道
，帶來強大的推動力。

具體到人形機器人
，以OpenAI為代表的大模型、Meta的SAM模型等，讓機器人在視覺識別物體、理解場景語義等方麵更具智能
，尤其在人機交互領域，其智能化程度將得到大幅提升。

技ji術shu反fan哺bu到dao產chan業ye，當dang人ren形xing機ji器qi人ren愈yu發fa智zhi能neng，具ju備bei落luo地di到dao生sheng活huo場chang景jing的de可ke能neng性xing時shi，整zheng個ge產chan業ye鏈lian也ye將jiang隨sui之zhi變bian化hua。市shi場chang需xu求qiu從cong下xia往wang上shang反fan饋kui至zhi廠chang商shang
，倒dao逼bi供gong應ying鏈lian升sheng級ji完wan善shan，以yi及ji相xiang關guan技ji術shu的de優you化hua提ti升sheng；相關零部件的成本也將下探，從而自上而下推動人形機器人更廣泛的商業化落地。

在落地應用方麵，優必選人形機器人聚焦於教育、智能製造、商用服務等領域，先後在沙特NEOM新未來城
、中國科學技術館、AI教育培訓基地等場景應用落地
，在智慧化的工廠，優必選正在嚐試用人形機器人進行智能分揀、老化測試等工作。

要真正讓人形機器人走入家庭，仍有一些技術難點需要克服。在熊友軍看來，人形機器人的量產將會分三步走：第一步是在結構化、可控環境中的小批量試用和進化
，完成一些簡單任務
；第二步是在非結構化
、可控環境中訓練和進化，進一步提升運動、感知和決策能力；待與之適配的人工智能技術逐步成熟、製造工藝趨於穩定
、成本也大幅降低後，人形機器人大規模量產就水到渠成了。

03

結語

大運會閉幕現場，Walker X和熊貓機器人優悠表演結束之後
，迎來了大運會會旗的交接儀式。萬眾矚目下，大運會被主辦方交接給號稱“世界製造業標杆”的德國，下一屆東道主德國開始show time。這意味著由中國製造的人形機器人開啟“德國時間”。

作為老牌的工業大國，德國的製造業水平首屈一指，中國則是新興的工業大國，其供應鏈和製造業水平也不遑多讓。

人形機器人是現代工業製造的一顆明珠，其代表著製造業
、先進科技的技術水平。在這個全世界目光聚焦的時刻，中國原創人形機器人為“智慧大運”劃下完美句號，也向世界展示了中國人形機器人的發展水平、技術實力和產業能力。