2020 年 11 月 20 日，鹅厂官宣养狗。作为国内首个能完成走梅花桩复杂挑战的四足机器人，这只名叫 Jamoca 的机器狗子功夫了得。而就在今天，鹅厂又带了一只狗子 Max 来炫技！首个软硬件全自研的多模态四足机器人，一个阳光明媚的日子，Max 要接受“铁狗五项”挑战。 先来热个身。 第一项中，不走寻常路的 Max 轻松跨越了障碍。 第二项是“低位过杆”，只见 Max 轻轻俯下身子，从横杆下轻松钻过。 接下来是传统技艺“跳高”。 接着，Max 要拼速度了，正所谓“坎坷地面靠腿走，平坦地形靠轮行”，据说轮式速度最高能达到 25 公里/小时。 最后则是“平稳性测试”，看看这只狗子的小脑是否发达？ 不管是被飞来的足球击中、跌倒后快速自主起身，还是后空翻，都是一个字：稳！ 这只大秀绝技的 Max，其实是腾讯首个软硬件全自研的多模态四足机器人，它同样来自腾讯 Robotics X 实验室，与机器狗 Jamoca 师出同门。 据了解，Max 采用的是足轮融合一体式设计，除了上述几项关键技能，还能双腿站立拜年讨红包（福利见文末）。 那么，作为腾讯 Robotics X 实验室继会走梅花桩的机器狗 Jamoca 和自平衡自行车之后的又一科研进展，Max 涉及到了哪些关键技术？ 走得稳，跑得快 实际上，当前机器人移动能力研究主要有两大主流方向。 一是足式运动——足式机器人十分灵活，能跑、能跳、能爬楼梯、能翻越障碍，适应多种复杂的地形和环境。 【波士顿动力公司机器狗 Spot】 【云深处科技的机器狗绝影】 二是轮式运动——轮式机器人能像汽车一样稳定、快速地运动，相比足式机器人更适合现代城镇中道路平坦的情况。 【ANYbotics 公司机器狗 ANYmal】 也就是说，场景不同，对机器狗的需求不同——腾讯 Robotics X 实验室自研了足轮融合方案，出品的 Max 兼具不同移动模式，无疑将更契合人类社会的现实环境，更为灵活。 具体来讲，他们提出了一种离合式足轮一体化机构设计方案。 该实验室给 Max 增加了一个质量约 20g 的微型直线电机，使得膝关节电机同时作为足式和轮式运动的驱动源。 这种设计有 2 个特点： 基本不会增加 Max 的腿部惯量。 Max 在轮式运动下的能耗相比传统足轮融合方案降低了约 50%。 这里值得一提的是，在本体设计上，传统足轮融合方案是在足底增加轮毂电机，相比腾讯的方案，这样会使狗子的腿变得笨重，行走起来不够顺畅，灵活性也会有所降低。 同时，Max 的轮式结构采用了特殊设计，轮式运动速度可提升数倍，也就是前文所说的最高 25 公里/小时的速度。 反应敏捷，平衡性佳 在“铁狗五项”挑战中，编辑注意到了 Max 的两大特点。 首先是敏捷的反应力。 实际上依托于实验室自研的软硬件系统框架，Max 有着敏锐的“神经系统”，做到了亚毫秒级力控，也就大大降低了软硬件系统延迟，对外界的响应能力得到提升。 其次是出色的平衡力。 原因在于，在运动规划与控制算法上，Max 既延续了 Jamoca 的鲁棒控制算法，又拥有了更发达的“小脑”，实现了四足到双轮站立的炫酷演示。 针对足式运动，Max 基于自研的鲁棒控制算法，平均计算耗时小于 0.3ms，拥有摔倒自行恢复的技能，即使遭受大冲击摔倒，也能自行恢复正常运行状态，实用性与可靠性大大提高。 针对轮式运动，Max 综合了 NLMPC（Nonlinear Model Predictive Control，非线性模型预测控制）算法、QP（Quadratic Programming）优化、柔顺控制算法，完成了从趴地状态到双轮站立的起摆、平衡抗扰、落地控制。 同时，相比目前市面上仅使用双轮完成平衡的移动设备，Max 还拥有多个关节，在控制难度上更具挑战性，站立后的演示场景也将会更多样。 最后彩蛋奉上，Max 给您拜个晚年~
