关于优必选大型仿人服务机器人Walker的性能分析和应用介绍

全球规模最大、影响力最为广泛的国际消费类电子产品展览会（简称CES）在拉斯维加斯开幕。优必选（展台位置：LVCC, SOUTH HALL 2 #26402）作为全球领先的人工智能与服务机器人企业，在今年CES上展示了大型仿人服务机器人Walker新一代走进家庭为用户提供服务，这也是Walker新一代在全球的首次亮相。

此外，优必选多款主力产品也在本次展会上展出，包括便携式智能机器人悟空、STEM教育智能编程机器人Jimu Robot、智能云平台商用服务机器人Cruzr（克鲁泽），全面展示了优必选机器人在教育、娱乐、家庭、商用等领域的应用。

Walker新一代机器人

走进家庭提供服务

在本次CES上，优必选在展台搭建了一个家庭场景，Walker为家庭中的主人提供暖心的服务。当主人回到家，Walker通过语音互动，确认主人身份后通过智能家居接口打开灯，然后帮主人开门。进门后，主人说：“Walker，帮我拿一下包。”Walker会接过主人手中的包并把它挂到墙上。主人有点累，Walker播放了一段放松的音乐并随着音乐来了一段即兴舞蹈，主人坐在沙发上说：“帮我拿点食物。”Walker听到后走去厨房，打开冰箱门拿水，然后再走到吧台旁拿薯片，最后拿着水和薯片走回沙发旁，递给主人。过了一会儿，Walker主动提醒主人今天有约会。在主人准备出门前，Walker通过主动获取天气信息得知当天可能会下雨，便走到雨伞放置处，取出雨伞，然后拿给主人。在主人出门后，Walker会主动关掉家中电视、电灯等设备的开关。

让机器人进入家庭，成为家庭重要的一员，是优必选从未改变过的目标。Walker 新一代是优必选为实现这一目标迈出的坚实一步。优必选全自主研发的大型仿人服务机器人Walker 身高1.45米，具备优良的硬件素质、卓越的运动能力及突出的AI交互表现。它不仅拥有36个高性能伺服关节以及力觉反馈系统，还拥有视觉、听觉、空间知觉等全方位的感知，并实现了平稳快速的行走和灵活精准的操作。Walker具备在常用家庭场景和办公场景中自由活动和服务的能力，让机器人真正走进我们的生活又向前迈进了一大步。

Walker新一代的硬件进行了重磅升级。在2018年的CES上，优必选展示了Walker 第一代双足机器人。在这款机器人的基础上，2019年CES展示的Walker新一代增加了具有7自由度的双臂。

目前，Walker手臂的伺服舵机和结构设计，使它的单臂在伸展时可承受1.5kg的重物（拎东西），双臂伸展时可承受3kg的重物（拎东西），双臂合作下最大可以举重10kg。同时，Walker的双臂具备极高的控制精度，手指可以灵活地弹琴、写字和画画。

它的双臂还实现了柔顺控制，可以与人和物体实现安全的交互。Walker采用了优必选完全自研的全新高性能伺服舵机，该伺服舵机是一体化驱动单元，由无框力矩电机、精密谐波减速、驱动控制器及双编码器组成。拥有从2.5Nm到160Nm的系列伺服舵机作为驱动单元，速度可以达到60转/分钟，支持位置模式、速度模式和力矩模式三种控制方式。

Walker新一代的算法全面优化。从算法上看，Walker实现了多项重大突破。基于步态规划方法和运动控制算法，Walker可以在复杂地形灵活行走，具备优良的自平衡能力，并实现了手眼协调操作及柔性安全交互。通过步态规划与运动控制，Walker可以在地毯、地板、大理石等不同材质地面稳定行走，并能够适应障碍物、斜坡、台阶、不平整地面等复杂环境。借助于先进的控制算法，这款大型仿人服务机器人能在快速行走的同时保持姿态稳定，从而满足家庭日常场景的移动使用需求。

Walker新一代具备自平衡能力，在站立或行走过程中，它一旦受到外部冲击扰动或惯性扰动，可以通过腿部的柔顺控制调整自己的本体位置和姿态，从而保持自身平衡。如果外部扰动过大，它还可以通过调整落足点来获得平衡。

Walker新一代实现了手眼协调操作。其具备一对7自由度机械臂，实现了更大的手臂操作空间，拥有灵活的操作能力以及避障能力。通过与自身视觉感知、力感知的配合，Walker可以获得外部运动物体的位置及姿态信息，实时地配合运动物体进行相应的操作，从而实现手眼协调操作的功能。例如，Walker可以打开冰箱门并从中取出饮品。

Walker新一代实现了全身柔顺控制，在与外界交互时不论是机器人本身还是与它交互的人都会更加安全。即使受到外部冲击，也能够避免机器人受到伤害，这使得 Walker能够更好地适应外界的不确定性，增强自身的工作安全性和可靠性。

基于全身柔顺控制，Walker的零力模式可以自由地拖动示教，让机器人学习并完成复杂任务。例如，在零力模式下，人手引导机器人做抓取物体的动作，机器人可以在学习后复现动作。对于人形机器人来说，实现零力模式下拖动示教，可以让它们更快更简单地学习操作任务，更便捷地在家庭及商用场景中为人类提供服务。

Walker新一代采用视觉导航避障。通过优必选自主研发的U-SLAM视觉导航避障，可以从外界环境中获得更加丰富的信息，包括轮廓、颜色、深度等，从而提高了对运动物体的抗干扰能力，实现动态场景下更加高效、高精度、高稳定性的自主导航。主动避障技术可以帮助Walker在避障时考虑障碍物的运动状态，同时，其自身的路径规划器会根据预测的障碍物运动轨迹及已有地图信息，在时间和空间两个维度上规划出避障导航的最优路径。

Walker新一代具备强大机器视觉能力。在复杂背景环境中，Walker可以检测识别相应的人脸、物体和场景。在人脸识别、物体识别和场景识别三个方面，人体数据包括性别、年龄、身份、情绪、姿态等多种信息，物体数据包括位姿、类别、操作点等信息，这为Walker进行交互和操作提供了稳定的外部信息，场景识别则包括Walker所处场景的种类和特征。

Walker通过大数据进行机器学习，综合多种特征可以实现场景识别，理解自己所处的工作空间。比如它能根据空间特征，识别和判断厨房、卧室等场景空间。

Walker新一代实现了智能家居控制。作为家庭的智能中心，Walker具备开放、灵活、丰富、便捷的智能家居接口，能够依据用户习惯和场景，协助用户自主控制灯光、电器、插座等常见家庭设备，提升家居的智能性、安全性、便利性及舒适度。目前，5G通信的应用正在测试中，Walker在云计算、IOT（物联网）、NLP（自然语音交互）等领域都可以切换最新通信技术。

基于优必选在伺服舵机、运动控制、机器视觉、导航、手眼协调等方面的多年技术研发积累，Walker具备优良的硬件素质和卓越的运动及AI交互表现。这款机器人的研发从2015年开始启动，只用了3年多的时间就取得了重大进展。利用优必选自身的产业优势及多年的技术积累和创新，Walker在保持高性能的同时，大幅降低了整机成本，使价格不再成为人形机器人进入市场的主要阻碍因素。

在研发过程中，优必选采用了严格的研发及生产制造标准，自研的高性能一体化伺服关节经过多环节的流程测试保证了整机稳定性。同时，复杂地形灵活行走、自平衡、手眼协调操作、柔顺安全交互等能力，让Walker可以真正在物理世界为人类提供服务。

优必选CTO熊友军表示：“机器人可以在人类生活中扮演更重要的角色，与人类产生更亲密的情感联系。机器人具有人形化的外观非常重要，这是与人类建立情感联系和信任的基础，大型仿人服务机器人具备灵活的行走能力和精准安全的操作能力，可以实现复杂的任务，并完全适应人类环境，真正无障碍地融入人类生活，而无需专门为机器人去设定一个使用环境。”

Walker最终的落地方向和目标是家庭场景，优必选将加快迭代速度，提升Walker的功能品质和服务的稳定性，早日实现让机器人走进千家万户的梦想。”在此之前，优必选计划先推出Walker的科研版本，与全球的科研机构、高校等合作开发，加快人工智能和机器人的发展进程。除了科研开发，未来Walker还将在家庭服务、智慧康养、商业服务等场景落地。

悟空、Jimu Robot、

Cruzr等机器人精彩亮相

除了Walker，优必选针对家庭、教育、商用等领域推出的多款产品也精彩亮相。其中，优必选在2018年9月正式发布的悟空机器人获得了CES 2019创新奖。

该奖项是CES的官方奖，旨在表彰全新消费级技术产品中的杰出产品设计和工程，且以积极的方式影响世界的产品。悟空机器人深度结合了人工智能和机器人技术，为数不多地实现了人工智能语音、人脸识别、物体识别等技术在人形机器人上的商业化应用，具有灵活的运动能力和语音交互、智能通话、人脸识别、绘本识别、视频监控、物体识别、AI编程等强大功能，可应用于家庭、社交、教育、办公等多个场景。以悟空机器人为代表的有情感、有温度的便携式智能机器人是人形机器人的重要发展方向之一。

STEM教育智能编程机器人Jimu Robot的多个系列，包括UnicornBot Kit独角兽、星际探险、Meebot、BuzzBot、overdrive等产品也在今年CES上展出。目前，Jimu Robot已进驻全球500多家苹果门店销售。

在今年CES上， 智能云平台商用服务机器人Cruzr（克鲁泽）带来了多项全新升级，进一步提升了在导航、避障、降噪、舵机性能、扬声器、通过性能(爬坡、过坎能力)和行走稳定性等方面的表现，并可支持4G路由器。

Cruzr（克鲁泽）此次还在CES现场担任智慧店长和超级导购两份工作。在优必选展台的UBTECH CAFÉ新零售场景中，来自世界各地的参展观众积极与智慧店长Cruzr（克鲁泽）进行多方位的互动。通过点咖啡、介绍与推荐咖啡品牌，Cruzr（克鲁泽）为参展观众提供了有温度的智能服务。

此外，Cruzr（克鲁泽）在优必选展台担任“超级导购”，在搭建的新零售4.0场景中，帮助线下消费者引路及导购，并针对不同产品进行智能推荐。随着在今年CES上的全新亮相，2019年，Cruzr（克鲁泽）将在北美市场正式销售。

作为一家坚持硬科技创新的公司，优必选深知人工智能和机器人的核心技术要通过长期的研发投入和持续的积累才能实现突破。人工智能和机器人是长期的事业，对于核心技术，不只是布局未来5-10年，更要布局未来50年的前沿技术。

优必选从人形机器人的核心源动力伺服舵机入手，到布局人工智能和机器人的核心技术，目前已经在机器人硬件、运动控制算法、机器视觉等领域占据制高点。

未来，优必选将继续坚持人工智能和机器人核心技术的研发，并在前沿技术领域深度布局，在全球范围内保持技术的领先性，另一方面尽可能地将现有核心技术实现商业化落地，为用户提供更多创新产品和服务，让企业拥有自造血能力，最终让机器人走进千家万户，成为人类最信任的家庭成员。