小米首款全尺寸人形仿生机器人正式亮相

在今年 8 月份的一个发布会上，小米首款「全尺寸人形仿生机器人」——CyberOne 手拿一朵小红花正式亮相。

CyberOne，小名「铁大」，高 1.77 米，重 52kg。8 月份亮相时，它「刚刚学会走路，下盘还不太稳」，手部也无法承担太复杂的工作。尽管如此，雷军还是强调了小米在机器人领域的投入和决心：「CyberOne 的 AI 和机械能力都是由小米机器人实验室自主开发的。我们在多个领域投入了大量研发资金，包括软件、硬件和算法创新。」

几个月过去，我们又得到了关于「铁大」的新消息，它刚刚学会了一项新技能——打架子鼓。 据悉，打鼓表演输入的是一个 MIDI 文件，「铁大」可以把它解析成鼓点，然后便会生成与音乐同步，并且和歌曲长度相协调的全身轨迹序列，这并非易事，因为末端执行器必须确保准确地按节拍打鼓。在这一方面，「铁大」做得相当不错，即使有些地方需要他迅速地来回移动鼓槌。   这可能不算特别尖端的人形机器人研究，但看看像小米这样的公司在做什么仍然非常有趣。为此，IEEE Spectrum 请小米机器人实验室的高级硬件工程师任赜宇解答了几个问题。

IEEE Spectrum 小米为什么要研究人形机器人呢?

任赜宇：有三个原因。首先，我们看到中国和全世界的劳动力都在大幅减少。我们正在努力用人形机器人取代人类劳动力，尽管这道阻且长。其次，我们认为人形机器人是所有机器人形式中，最具技术挑战性的。通过研究人形机器人，我们也可以利用这项技术来解决其他类型机器人的问题，比如四足机器人、机械臂，甚至轮式机器人。最后，小米想成为中国技术最先进的公司，而且人形机器人很有吸引力。

IEEE Spectrum：为什么选择以打鼓的形式来展示你们的研究?

任赜宇：8 月 11 日，小米官方发布 CyberOne 之后，我们收到了很多公众的反馈，大部分人都不具备机器人研究的背景知识，他们更希望看到的是，人形机器人做一些人类无法轻易做到的事情。老实说，实现这一点相当困难，众所周知，首个 CyberOne 的原型远远落后于人类。 但是有一天，我们一位刚开始学习打鼓的工程师提出，打鼓可能是个例外。她认为，相比于新手鼓手，人形机器人在手脚协调和节奏控制方面更胜一筹。我们都认为这是一个好主意，打鼓本身就非常酷，也很有趣。所以我们选择通过打鼓来展示我们的研究。

IEEE Spectrum 这项研究中最具挑战性的部分是什么?

任赜宇：最具挑战性的部分是，当接收到鼓点的长序列时，CyberOne 需要为每只手臂和腿分配序列，并在硬件限制下生成连续的无碰撞的全身轨迹。因此，我们提取基本节拍，并通过优化离线地构建我们的鼓点运动轨迹库。然后，CyberOne 就可以生成连续的轨迹，并且与任何鼓的分数一致。这种方法给 CyberOne 打鼓提供了更多的自由度，并且仅受到机器人能力的限制。

IEEE Spectrum：你希望这项研究能在未来帮助你们的机器人做哪些不同的事情?

任赜宇：打鼓需要 CyberOne 协调全身动作，以实现快速、准确、大范围的运动。我们首先想要找到我们的机器人在硬件和软件方面的局限性，为下一代的设计提供参考。同时，通过本次研究，我们形成了一套完整的机器人演奏不同歌曲的自动打鼓方法，这一经验也有助于我们更快地解锁机器人演奏其他乐器的技能。

IEEE Spectrum：接下来有什么计划?

任赜宇：我们正在研发第二代 CyberOne，希望进一步提高它的运动和操纵能力。在硬件层面，我们计划提升自由度，集成自主研发的灵巧双手，并增加更多的传感器。在软件层面，我们将研发出能更好地控制运动和视觉的算法。

编辑：黄飞