前不久,2025年第二屆中關村具身智能機器人應用大賽在中關村國家自主創新示范區展示中心圓滿收官。本屆大賽聚焦“勞動最光榮”,以“具身引智、應用未來”為主題,自6月啟動以來,大賽面向全球征集具身智能機器人優秀創新團隊,并成功匯聚了國內外頂尖的科研團隊、創新企業及行業專家展開激烈角逐與深度交流。
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覆蓋三大核心賽道、圍繞19項核心任務,從算法優化到真機實操,從學術創新到產業適配,參賽團隊們成功展示了其在具身智能技術的前沿成果與應用潛力,并用硬核實力勾勒具身智能產業發展的新圖景。
作為三大核心賽道之一,具身智能學術前沿與產業生態備受行業關注。該賽道兼顧學術創新與產業潛力,其中學術前沿賽項聚焦機器人交叉領域,包括多足機器人、輪足機器人、飛行機器人、軟體機器人、機器人模型算法等前沿領域;產業生態賽則主要圍繞機器人重點產業方向,涉及視覺傳感器、力控傳感器、一體化關節、靈巧手等,兩大賽項主要考察參賽團隊的創新能力與落地轉化前景。
在眾多參賽隊伍中,北京理工大學智探靈鼠團隊憑借一款巴掌大小、能夠在狹窄管道與廢墟中靈活穿梭的多模態脊柱型四足機器鼠脫穎而出,摘得學術前沿賽道的桂冠。
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▍瞄準痛點,研發攻堅
微小型仿生腿足式機器人具備良好的應用前景,可以廣泛應用于重大民生及軍事領域,針對足式機器人領域的研究已開展許久,但長期存在著核心痛點無法解決——
常規尺寸的四足機器人難以進入狹窄的、非結構化的空間作業,而微小型機器人又受限于執行器的功率密度,普遍存在運動能力弱、適應性差等問題。
智探靈鼠團隊洞察到這一行業痛點,并從體積小巧、運動靈活的鼠類中獲得啟發,通過創新性地模仿生物脊柱與腿足的協同運動機制,成功研制出具有多運動模態的脊柱型四足機器鼠。
當然,想法的提出到具體的落地并非一墻之隔,仿生研發絕非“照貓畫虎”那么簡單。
智探靈鼠團隊的成功就在于形成了一套行之有效的創新方法論——即典型的“從理論到實踐,再從實踐反哺理論”。
智探靈鼠團隊首先通過廣泛的文獻調研確立了理論框架,其次在仿真環境中進行理論可行性的驗證,隨后開展實物部署,暴露現實情境下的各類問題并進行解決,最終將實驗中發現的現象與得出的結論反饋至理論模型,從而形成閉環并進行不斷的優化。
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在這一過程中,智探靈鼠團隊主要從三個方面實現了創新突破。
其一,結構高仿生。團隊基于生物運動-解剖學機理,通過研究生物鼠的運動,進行仿生多維映射與結構優化。
其二,參數多融合。團隊通過采集真實數據,利用算法構建機器鼠的全身動力學模型,并通過持續的數據驅動,為參數優化提供了支撐。
其三,控制全協同。團隊憑借多模態運動規劃與控制技術,歷經運動模態生成、參數變量控制、步態模式調整、關節軌跡生成、輸出信號等流程,最終實現了機器鼠的脊柱-腿足協同。
智探靈鼠團隊通過將仿生映射、數據驅動與控制理論深度融合,在20cm的尺度下部署了14個自由度,實現了高仿生多關節配置與控制硬件集成,構建出一套系統性強、可驗證性高的技術方案,這也是團隊奪得學術前沿賽道一等獎的最大優勢。
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智探靈鼠團隊的技術方案不僅在學術上具有前沿性,更展現出清晰的產業化轉化路徑。團隊的相關研究成果已發表在IEEE transactions on robotics,Soft Robotics等期刊上,這一技術方案有效克服了微小型機器人運動靈活性不足的缺陷,為其在管道巡檢、災后救援等密閉復雜環境中的實際應用提供了新的技術路徑。
▍跨學科協同,務實導向
當然,在整個備賽過程中,智探靈鼠團隊也遇到了不少挑戰。團隊表示,這其中最大的挑戰無疑是“從仿真到現實的跨越”——在仿真環境中表現良好的算法,一旦部署到真實的機器人上時,在執行器動態響應滯后、傳感器噪聲、地面摩擦變化等現實因素的誘導下,容易出現性能下降等問題。
為了攻克這一難題,團隊迅速調整了研發方法,并制定出了一套系統化的應對策略:“數據-仿真-實物”閉環迭代的開發模式。
一方面,團隊采集了大量生物運動數據與真實環境感知數據,用于反復打磨和校準其動力學模型,一次提升機器鼠對物理世界的適應能力;另一方面,團隊開展了大規模的實物測試迭代,針對出現的問題快速調整機械結構、控制參數與代碼邏輯。
通過這種開發模式,團隊逐步縮小了仿真與現實之間的差距,最終實現了機器鼠在真實場景中的穩定且靈活的表現。
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在持續的技術研發與難題攻關的過程中,智探靈鼠團隊積累了三大核心經驗,能夠為后續參與此類大賽的高校團隊或創新企業提供借鑒。
第一,盡早開展實物驗證,而不過分依賴仿真環境。團隊強調:“仿真是理想條件下的探索,而實物測試才是檢驗系統魯棒性的關鍵。”只有盡早接觸真實的機器人,研究人員才能提前發現瓶頸,避免后續因仿真與現實的差距而進行不必要的返工。
第二,重視數據與文檔的積累。團隊表示:“每一次實驗的參數、現象與改進都應被完整記錄,這不僅是復現實驗的關鍵,更是最終撰寫項目報告和答辯材料的寶貴資料。”數據與文檔的保存能夠為完整的研發檔案構建提供助力,從而清晰地展現研發歷程。
第三,構建跨學科協作機制。團隊在研發過程中清楚地認識到:“具身智能涉及機械、控制、算法等多領域,團隊成員需保持高頻溝通與協同調試,才能實現系統層面的整體優化。”單一專業的知識儲備難以應對復雜的研發需求,良好的跨學科協同作戰,是團隊快速突破技術瓶頸的關鍵之一。
最終,憑借在創新性、實用性與穩定性上的綜合優勢,“智探靈鼠”團隊擊敗眾多強勁對手,斬獲一等獎。這份榮譽的取得,離不開團隊長期以來的潛心研發,更離不開對行業痛點的精準洞察與執著破解。
隨著智探靈鼠團隊的技術成果逐步落地,其微小型機器鼠有望在廢墟搜救、管道檢測、設備巡檢等復雜場景中發揮重要作用,并為具身智能機器人在人工智能教育方面提供重要平臺。
仿生智能的未來,值得期待。
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