告別機械步態(tài)!海百川“模型-學習”混合控制架構,賦予機器人人類級的平衡力
在很多科技電影中,人形機器人的步態(tài)總是流轉如風。但在現(xiàn)實的實驗室里,我們看到的往往是步履蹣跚、關節(jié)僵硬、被一塊小石子或一次推搡就輕易放倒的“鐵疙瘩”。具身智能要真正走進波動的現(xiàn)實世界,最核心的命題不是它跑得有多快,而是它能否在未知擾動中穩(wěn)如泰山。
北京海百川科技作為國家級專精特新“小巨人”企業(yè)與國家級高新技術企業(yè),依托自主原創(chuàng)的“模型-學習”混合控制架構,正系統(tǒng)性重塑機器人的平衡邏輯。該技術不僅賦予機器人行走的能力,更使其動態(tài)平衡表現(xiàn)接近職業(yè)運動員水平。
一、 進化瓶頸:困在“邏輯”與“黑盒”之間的鐵律
在人形機器人的運動控制領域,行業(yè)長期被兩大技術范式所割裂:
1. 傳統(tǒng)控制派(Model-based):
基于簡化物理模型(如ZMP步行)進行預編程。雖然邏輯清晰,但在非結構化、充滿變數(shù)的地形面前顯得極度生硬,無法應對突發(fā)的物理擾動。
2. 純強化學習派(Learning-based):
這種“端到端”的黑盒訓練雖然讓機器人具備了一定的靈活性,但其訓練成本巨大,且缺乏物理可解釋性,在極端工況下極易觸發(fā)安全風險。
這種技術脫節(jié)導致了一個尷尬的行業(yè)現(xiàn)狀:多數(shù)機器人行走成功率在復雜地形(如5cm以上不規(guī)則障礙)下低于70%,甚至在受到20N(約2公斤)的側向推力后,恢復平衡的成功率不足六成。這種“脆性”步態(tài),正是人形機器人難以從實驗室跨入真實社區(qū)、工廠與家庭的“最后一公里”天塹。
二、 海百川方案:當“動力學大腦”激活“神經(jīng)反射小腦”
海百川科技基于團隊在AI領域長期積累,創(chuàng)新性地提出了 “基于全身動力學與仿人神經(jīng)運動原理”的混合控制架構,突破傳統(tǒng)范式局限。
該架構的核心突破體現(xiàn)在:
其將“高保真全身動力學模型在線優(yōu)化”與“模仿學習/強化學習”進行了深度的物理閉環(huán)融合。
? 高保真全身動力學實時仿真器:
構建了能夠精準模擬柔性關節(jié)與地面接觸力學反饋的實時系統(tǒng)。該系統(tǒng)不僅能解析重力與慣性,更可在微秒級時間內(nèi)預測下一步的物理反饋。
? 神經(jīng)運動基元(Neural Motion Primitives):
基于大量人類真實運動軌跡數(shù)據(jù)訓練生成的神經(jīng)基元模型,被嵌入控制底層。這使得機器人的動作不再僅是坐標位移,而具備了類似人類步態(tài)的自然肌肉反射特性。
? 預測性維護數(shù)字孿生:
通過自研的支持預測性維護的全生命周期數(shù)字孿生平臺,可實時監(jiān)控每組電機的電流波動、每個關節(jié)的磨損預測,保障動態(tài)平衡的持久可靠。
三、 硬核指標:50N抗擾下的“不倒翁”表現(xiàn)
在海百川的實測驗證中,該混合控制架構為機器人帶來了質(zhì)的提升,刷新了多項行業(yè)性能紀錄:
1. 極限抗擾:50N側向沖擊測試
面對突發(fā)猛力推搡,搭載該系統(tǒng)的機器人表現(xiàn)穩(wěn)定。實驗表明,其可承受超過50N(約5公斤力)的突發(fā)側向推力。即使在行走中受劇烈撞擊,也能通過高效肢體協(xié)同迅速恢復重心。
2. 地形征服:95%的通過率
在亂石陣、草地、臺階等5cm以上不規(guī)則障礙地形中,機器人行走成功率突破95%。憑借更優(yōu)的動力學分配,其在同等任務下的能耗降低約30%,有助于提升續(xù)航并降低運營成本。
3. 規(guī)模化協(xié)同:分布式操作系統(tǒng)的支撐
配套的分布式群體實時操作系統(tǒng)支持50臺以上機器人并行作業(yè)。在群體任務中,動態(tài)分配延遲控制在100毫秒內(nèi),保障了單體動作的流暢與群體協(xié)作的精準。
四、 榮耀勛章:從競技巔峰走向社會普惠
這種類人的動態(tài)穩(wěn)定性,已在國際高水平賽事中得到驗證。在 2025年世界人形機器人運動會 中,海百川機器人憑借出色的協(xié)調(diào)性與穩(wěn)定性,榮獲 自由體操亞軍。在側重持久平衡與環(huán)境適應能力的人形機器人馬拉松比賽中,同樣斬獲獎牌。
成績背后,是海百川持續(xù)構建的核心算法專利體系在提供支撐。
五、 未來航標:賦予硅基生命“懂你的分寸”
運動控制的精進,終究是為了更好地服務于人。
當“模型-學習”混合控制架構與通過國家網(wǎng)信辦備案的“圖靈九歌”大模型相結合,人形機器人便能更可靠地應用于文旅導覽、博物館講解及深度康養(yǎng)等場景。例如在養(yǎng)老照護中,可實現(xiàn)平穩(wěn)攙扶老人、在復雜環(huán)境中穩(wěn)健遞送物品等任務。
“Enriching Every Moment, Empowering Every Journey”。
對海百川而言,人形機器人的形態(tài)進化是為了融入社會,而運動控制的進化則是為了讓科技具備“分寸感”。當機器人能在復雜世界中自如、優(yōu)雅地行動,具身智能才真正展現(xiàn)出其潛力。立足于新的發(fā)展階段,海百川將繼續(xù)深入探索具身認知的底層邏輯,推動技術邁向更高階的智能協(xié)同。
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