建议收藏 盘点全球七大足式机器人高校实验室及重点研究成果

　　BOB·体育综合APP下载从大学知名实验室到商业化公司，这几年全球范围内科研成果转化加速落地，尤其是2016年之后，高校人形实验室开始独立运营，并尝试逐步展开商业化的探索，本文我们通过整理收集相关信息。为大家整理全球七大知名足式机器人实验室，用以帮助大家更深入了解足式机器人的产业格局和技术水平。

　　波士顿动力是由马克·雷波特创立的，它虽非典型的硅谷「科技天才」，却以学院派机器人创业者身份脱颖而出。马克·雷波教授曾在卡内基·梅隆大学创立CMU leg实验室，专攻机器人相关技术。

　　回到麻省理工后，他于1992年与他人创办波士顿动力，最初服务于美国陆军，受到国防部资金支持，距今已经有32年的发展史，也是全球最早探索足式机器人的公司之一。

　　但波士顿动力的发展并不是一帆风顺，受制于技术超前和商业化的困扰，波士顿动力从市值30亿缩水到仅10亿，并经历三次卖身。直到近几年，波士顿动力才停止烧钱模式，将产品研发重心落在更接地气的商业化上。

　　目前从产品线上来看，虽然Atlas人形和Spot四足都是业界标杆，但在数十款细分产品当中，真正实现商业化的仅有Spot四足机器狗和Handle码垛机器人。虽然在整体技术实力上，波士顿动力走在了前沿，但在产品终端售价上依然不具备太大优势。尤其很难在高性价比的中国市场找到商业化路径。

　　波士顿动力主要以液压驱动和电液混合驱动技术为主，其足式机器人主要围绕步态规划、平衡控制、复杂地形动态规划以及自我回正机器人运动控制，这也是波士顿的核心技术。

　　麻省理工学院仿生机器人实验室由韩国教授Sangbae Kim领导，他同时担任麻省理工学院机械工程系的教授。

　　Sangbae Kim教授的专业领域在于从动物运动中提取灵感，并应用于仿生机器人的设计。该实验室因开发出著名的开源四足机器狗Cheetah（猎豹）而广为人知。

　　Cheetah猎豹机器人，主体重量约为9公斤，由12台马达作为驱动源，其最大奔跑速度可达每秒2.5米。此外，该机器人具备高难度动作执行能力，如后空翻等。在设计过程中，出于成本效益的考虑，Cheetah猎豹机器人采用了模块化的构造方式，使得零部件的替换和维修变得更为简便。

　　鉴于学校科研的独特性质，由Sangbae Kim领导的Cheetah猎豹机器人团队并未选择商业化路线，而是决定将源代码公开，以供更多参与四足机器人研究和开发的从业者使用。其开发的Convex MPC控制器也在四足机器人领域得到了广泛应用。

　　除此之外，该实验室还成功研发出一款人形机器人，命名为HERMES，具备进行重型操作的能力。尽管其重量仅为45公斤，但拥有强大的力量。其身型与普通人体相当，约为90％，使其能够在人类环境中进行自然演习。

　　作为全球最著名的理工大学之一，苏黎世联邦理工学院在2016年率先进行了科研技术转化，成功孵化了瑞士机器人公司ANYbotics。该公司凭借苏黎世联邦理工学院的最新研究成果ANYmal四足机器人而广受关注，从而在业界获得了广泛的声誉。

　　基于ANYmal工业级平台开发的面向于检查防爆特种领域的ANYmal X四足机器人

　　放眼全球范围内，能与波士顿动力Spot mini对标的企业没有几家，ANYmal四足机器人算是一个，Anymal以强化学习作为自己主要的控制方法，其研究成果登上了《Science Robotics》。

　　Anymal拥有出色的移动能力与稳定性，将机器人集成高性能运动控制器与深度感知系统，借助优异的运动控制算法让Anymal能全自主地在复杂废墟环境下自主搜索。

　　该实验室负责人为Marco Hutter助理教授，它将人工智能与机器人研究领域的人才融合，采用最优控制（MPC+WBC，机器人领域常用）与模拟和强化学习（Simulation+RL，人工智能领域常用）相结合，这也是全球范围内鲜有的综合型实验室。

　　从产品覆盖范围上来看，苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室覆盖产品众多，机器人本体方面，包括足式机器人ANYmall，机械壁四足机器人ALMA，轮腿式机器人ANYmal on Wheels，机器人关节ANYpulator，机械臂DynaArm，甚至包括具备自动驾驶能力的液压挖掘机HEAP。核心零部件方面，该实验实拥有自研用于足式机器人的力矩传感器以及ANYdrives串联弹性执行器和DynaDrives直接驱动型直线执行器。

　　近日，亚马逊仓储迎来了一批新的员工，这些机器人员工采用了鸟足型反曲膝盖设计，旨在协助仓库工人完成箱式物品的搬运工作。

　　根据此前曝光的画面显示，Digit机器人正在谨慎地抱起仓库的箱子，并放置在工厂的传送带上，虽然动作略显笨拙，但依旧能够很好地完成简单搬运任务。

　　Digit机器人源于Agility Robotics这家网红公司，这家机器人公司的前身是俄勒冈州立大学工程学院，Jonathan Hurst教授是该学院的机器人学专家，同时也是Agility Robotics的联合创始人。该实验室制造出了ATRIAS足式机器人，它是全球最早能够重现人类步行步态动力学的机器人之一，为后续的足式机器人研究提供了可靠的数据支持。

　　Agility Robotics于2015年从俄勒冈州立大学工程学院正式拆分，并开始了技术成果转化的路线。该公司一直致力于尝试商业化，并先后与福特和亚马逊建立了合作关系。专注于搬运以及物流仓库应用场景的Agility Robotics，于2016年开始研发Cassie双足机器人，并于2019年正式推出Digit人形机器人产品。经过4轮融资后，该公司累计融资金额达到了1.7亿美元。

　　目前，Digit人形机器人的搬运工作尚处于亚马逊的考察阶段，其挑战主要在于该机器人是否能与亚马逊现有的机器人系统成功集成，从而在各种业务场景中实现规模化适配。从当前情况来看，Digit在处理货仓搬运业务方面的能力还有待提高。虽然Digit原型机的售价高达175万人民币，但实际投入商业应用后的价格应该会更加合理。不过，最终的商业定价将取决于Agility Robotics公司的标准化和量产能力。

　　得克萨斯大学奥斯汀分校机器人实验室主要聚焦于双足人形机器人研究，实验室主任Luis Sentis曾担任德克萨斯大学奥斯汀分校与NASA约翰逊太空中心合作的DARPA机器人挑战项目的负责人。

　　该实验室在2016年开启了学术成果转化，并创立了Apptronik这家机器人公司，与其他机器人公司不同的是，Apptronik除了拥有独立人形机器人Apollo之外，也拥有人形机器人上半身Astra和下半身Draco零部件提供。

　　Apptronik联合创始人尼克·潘恩、杰夫·卡德纳斯和比尔·赫尔辛与Astra人形机器人上半身合影

　　不过该公司最受关注的莫过于Apollo人形机器人整机产品，该机器人在2023年8月发布，有别于其他人形机器人产品，Apollo人形机器人定位于通用场景。身高173cm，体重为72.5kg，能够有效负载25kg的重量，在通用场景下具备4小时作业能力。

　　Apollo的前身是Apptronik与NASA合作设计的另一款机器人Valkyrie。值得一提的是，Valkyrie此前已经进入商业化赛道，并一直从事澳大利亚进行无人和海上能源设施的远程看守工作。

　　不过Apollo机器人的野心不止于此，虽然目前Apollo在工厂和仓库从事搬运工作。但研究人员表示，Apollo是基于通用人形机器人打造，随着功能和系统的更新，未来将有机会在建筑、电子产品生产、送货上门甚至老年人护理等领域发挥作用。此外，Apollo的终极目标是在未来10年，向太空部署Apollo人形机器人，并实施月球基地和火星探测任务。

　　加州理工学院AMBER实验室隶属于机械与土木工程系和控制与动态系统系，该实验室由Aaron Ames教授领导，致力于双足机器人、步态、非线性和混合系统以及假肢设计的理论和实验研究。

　　AMBER实验室的核心技术方面包括双足机器人的非线性控制理论，该实验室打造了专门为高动态机器人系统开发新型非线性控制器，通过混合系统模型以及混合零动力学的应用，实现双足机器人的稳态行走。

　　在实际应用测试方面，AMBER实验室与定制机器人 AMBER 3M 和 Cassie（由 Agility Robotics 制造）合作。此外，该实验室还致力于定制假肢 AMPRO 以及从跳跃机器人到飞行机器人等各种其他机器人平台。

　　不过AMBER实验室的研究并非全部针对双足机器人，其业务也覆盖假肢控制与设计以及网络物理与汽车系统。

　　全球奔跑速度最快的双足机器人来自哪家实验室的杰作，不用我提醒，你一定能猜到，是RoMeLa实验室的人形机器人Artemis，其基于通用类人机器人打造，采用了增强机动性和提高稳定性的先进机器人技术，身高141.24cm，体重38.5kg，其最快行进速度可达2.1米/秒，并且能够适应在不同路面上行走。

　　Dennis Hong是UCLA的机械和航天工程学院的教授，机器人实验室Romela的负责人。主要研究方向为类人机器人、机器设计以及自动驾驶汽车研究。

　　加利福尼亚洛杉矶分校（UCLA）机械和航天工程学院Dennis Hong教授

　　该实验室产品线众多，其中包括OmnUR全向独轮车机器人、ICARUS集成概念空地机器人无人系统、微型机器人LARA自动化机器人助手、DanTE动态拟人触觉末端执行器、BEAR可反向驱动的电磁执行器、THOR-RD战术作业危险行动机器人、CHARLI自主学习能力的人形机器人、MARS六足机器人平台、HyDRAS蛇形机器人以及RAPHaE气动机械手等。几乎实现了从人形机器人整机产品到核心零部件的全部覆盖。

　　此外，Romela实验室也是小型开源机器人Bruce的诞生地。由Westwood Robotics开发，目前主要面向教育市场。

　　实际上，全球足式机器人研究机构数量众多，本文仅以高校实验室及高校孵化企业为例进行简要盘点，包括卡内基梅隆大学的机器人探索实验室、加利福尼亚大学伯克利分校的伯克利机器人学习实验室等，并未进行详细展开解读。由于篇幅限制，我们无法将所有实验室的研究成果一一呈现给大家，它仅代表部分足式机器人研究的发展方向，为大家了解整个行业提供指导建议。

　　下一章节，我们将逐步深入剖析国内足式机器人高校实验室及孵化企业的核心技术及产品。为大家了解足式机器人最新研究进展与成果转化提供一定的帮助和参考建议。