无磕碰、不踩棱、不踏空……人形机器人“天工”迭代升级Get新技能

这个人形机器人叫“天工”，它是由工业和信息化部和北京市共同支持的具身智能机器人创新中心设计研发的。“天工”是纯电驱拟人奔跑全尺寸人形机器人 ，它可以稳定行走、奔跑、翻越障碍等。

“天工”，不仅是一个人形机器人，还是人形机器人的母平台。研发人员介绍，机器人母平台可以作为一个基础平台，扩展出更多的功能。比如，更换安装更为精巧的机器臂、更为智能的头部等。在机器人的胸腔内，还留存了足够的空间，方便它扩展电池续航和运算能力。

目前，“天工”正在进行持续的迭代和开发，并且拥有了多项技术突破，掌握了爬楼、雪地奔跑等新技能。 

不断学习迭代 “天工”实现攀登百级台阶

无磕碰、不踩棱、不踏空，在北京的一个公园内，天工平稳攀登了134级台阶。这些台阶的高度不一，台阶缝隙甚至还存在破损和松动，对人来说都会有一定攀爬难度，天工是怎么实现的？

这台机器人就是全球首个在户外场景实现100多台阶攀爬的人形机器人“天工”。它之所以能够增长这样的本领，其实主要依赖于它新增加的两个装备。

它的头部有一个激光雷达，而在它的腹部也就是我们人类肚脐眼的这个位置，增加了一个摄像头，这样的两个装备组合在一起，就为天工打开了一个新的视觉“眼睛”。通过对周围环境视觉信号的实时捕捉，可以让“天工”在复杂的环境过程当中自主的进行识别和行动，从而让“天工”顺利实现依靠视觉融合感知的上下台阶。

视觉的融入，相当于给机器人又增加一层复杂的数据输入，他们要在极短时间内，完成计算和运动控制，决策和行动时往往“失之毫厘，谬以千里。”

团队介绍，我们看到的人形机器人大多都是不具备视觉感知能力的“盲人”。这些没有视觉感知能力的机器人要依靠提前建模，迈出固定步幅去上台阶，或者依赖仿真训练的经验，尝试碰触障碍物的位置，再去判断如何迈步，在一些陌生场景下，踏空摔倒就很常见了。

国地共建具身智能机器人创新中心天工项目人员魏嘉星介绍，对于人形机器人来说，要做到这种稳定的感知行走，对于它的整个计算能力是有非常高的要求的。要保持50毫秒以内的高频率视觉更新，同时，把视觉感知的一些信息和本体信息，在虚拟仿真训练的世界里面进行部署。部署好了之后，会有成百上千台机器人结合这种算法去进行这样的优化和迭代。把这个效果训练好之后，然后再部署到真实物理世界的机器人身上，就可以让它具备一个很好的感知行能。

而之所以把摄像头放在了机器人的“肚脐眼儿”上，是为了能够让摄像头更好的看清脚向前行进的道路，但即便如此，它所能获取的环境信息还是十分有限。

魏嘉星介绍，人形机器人在行走的过程中，还会摆动它的身体，它的手部或者它的腿部也会对这个信息进行一定的遮挡。通过对于运动算法的一个突破，能够让机器人从有限的信息推测出更多全面的这些信息，从而让人形机器人能够更清晰了解到周遭的环境，实现更稳定的行走和阶梯的攀爬。

打造更实用的机器人 “天工”多项技能升级

应对复杂地形的移动能力提升，将成为人形机器人走出实验室，在真实环境执行任务，甚至在山地、雪地救援、废墟等极端环境下作业的基础，而具备这些泛化能力对机器人的训练提出了很大的挑战。 

让人形机器人变得真正可用，就要在各方面去提升它的性能。比如，2024年4月份“天工”第一次和大家见面的时候，它的奔跑速度是每小时6公里。而在不到一年的时间，它的奔跑速度也进行了指数倍数级的提升。

从曾经的速度不如人到现在和人类齐头并进，“天工”实现了奔跑速度的飞跃。目前，“天工”的最大奔跑时速已提高至12公里每小时，速度性能提升可以让他更好的完成各类任务。不仅如此，它还能在雪地进行高速奔跑，松软湿滑的地面也能维持住平衡。“天工”同样成为了全球首例可实现雪地奔跑的人形机器人。

魏嘉星介绍，雪地这种场景下非常滑，而且是比较容易变形的。对于人类来说，其实人类通过我们过往的一些经验能够做出一些本能的反应。对于机器人来说，在这种虚拟仿真的场景下面，一方面会给机器人部署一些随机性和泛化性的场景和任务，让它具备更强的泛化性。另一方面，也会给机器人注入一段短时记忆，让它能够知道在现在这个情况下，能够如何更好进行本体的自我控制。

“天工”的第一份工作：电力巡检员

“天工”技能的提升，为具身智能机器人规模化应打下了基础。什么时候机器人不仅能唱歌跳舞，还能帮我们干点儿活儿，成为了人们的期待。这几天，打工人“天工”上岗了。

打工人“天工”的第一份工作是一位电力巡检员。只见他走进配电室，手持检测仪对多台电柜进行多点位局部放电检测，高效完成巡检任务。同时，“天工”还能顺利完成合闸、分闸等操作任务，无缝融入为人类设计的电力巡检环境中。但发挥如此稳定的“天工”，在日常训练中却要面对很多不稳定的场景。

增强机器人的能力，还要增加它的抗干扰性。比如，这个20斤的大球，在它晃动过程当中要和机器人进行对抗，当它摆动特别大的时候，冲撞产生的力量是非常大的。机器人面对这样的挑战，需要保持相对稳定性和平衡力。

如此重的球，直接砸在了“天工”身体上，说实话，幸亏“天工”是钢铁之躯，不然真的要喊疼。它简单调整步伐，很快就站稳了脚步。之所以做这种击打训练，目的就是让机器人在面对任何一种突如其来的冲击如大风天气等，依然能够稳稳执行任务。

团队介绍，“天工”目前具备的技术能力未来将纳入国创中心所打造的开源开放生态。通过技术共享降低行业创新门槛，加速具身智能机器人在千行百业的规模化落地。