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人形机器人作为人工智能和机器人技术的集大成者，是未来智能社会的重要组成部分。它不仅能在工业生产中提高效率，还可以在家庭服务、医疗康复等领域发挥重要作用。近年来，随着相关技术的快速发展，人形机器人的研发和应用正在进入一个新的阶段。由熊蓉教授及团队联合多家知名产业方共建的浙江人形机器人创新中心有限公司是国内人形机器人领域中颇具有代表性的研发平台，团队不论是在产品技术上还是工程化落地上都有着不俗的能力。
2024年3月，浙江人形机器人创新中心有限公司发布了18年磨一剑的通用人形机器人样机“领航者1号”，这款人形机器人身高1.5米，体重50千克，在自研一体化关节、稳定运动控制、感知规划决策等技术综合支撑下，可完成长距离行走，以及擦桌子、斟茶倒水等简单动作。仅仅4个月后，伴随着清晰的脚步声，一位身高1.65米的“白色精灵”又优雅地步入了人们的视线，它就是浙江人形机器人创新中心有限公司推出的最新升级款人形机器人产品“领航者2号NAVIAI”，这也是自该中心落户宁波海曙区以来，发布的首个全尺寸、全功能、具有精确技能作业能力的人形机器人产品。
相较于“初代”产品，“领航者2号NAVIAI”在多个方面实现了突破性进展。它不仅能够稳健行走、灵活转身，还能充当“解说员”“售货员”和“装配工”，完成一系列拟人化动作、人机交互服务和精准伺服作业。
首先，团队着重提升了人形机器人的整体性能和类人化程度。从外观来看，领航者2号按照人的身高、比例进行设计，在头颈、身体、臂手、大小腿等多处机械结构和外观上做了大量的改进和优化提升工作，更加符合人们对于人形机器人的情感陪伴需求。此外，工程师们在电机、减速器、驱动器、传感器、一体化关节以及功能、结构、外观一体化等方面做了大量的优化设计，使得机器人在实现类人外观的同时达到了较高性能，单臂负载达到5千克，自重负载比超过0.75，远超目前市面上现有协作臂产品，末端控制精度达到0.1毫米，使其真正具备工业实际场景作业能力。
其次，在核心技术上，除了常规采用大模型进行人机交互、行为规划外，创新团队也重点突破了数据生成、行为决策和底层控制三大关键技术。团队在非线性全身控制、人机动作映射、强化学习生成、具身智能感控、大模型融合建模等方面都取得了一系列创新突破，并在此基础上让人形机器人实现了类人全身运动和类人技能作业。众所周知，优秀的移动能力是机器人满足人类的现代化操作作业需求的先决条件，以“领航者2号NAVIAI”为代表的双足机器人正是因为可以像人类一样移动而具有较强的复杂作业环境适应能力。机器人的移动能力研究是重中之重。领航者2号进一步提升了全身协调控制与拟人化动作映射执行能力。可以看到领航者2号在行走过程中双臂可以自然摆动，这个完全是由算法从平衡控制的角度自动生成的，随着步频步幅的不同会自动调整，这不仅使机器人整体动作更加自然，也验证了手臂运动是对行走有辅助作用的。同时机器人可以在原地站立时如人一般手臂大幅度连续变动，这对机器人控制提出了很大挑战，因为又要保证相似、又要保证稳定，手臂重量和动态运动会带来不断变化的惯性，而站立又限制了控制范围。通过这个技术突破，极大增强了机器人动作的拟人性、亲和力，更有利于人形机器人未来进入展厅介绍、销售导购等服务场景工作。
此外，在智能操作方面，NAVIAI展示了较高的精准度。研究团队突破了长序列操作任务行为决策与可泛化高精度伺服控制技术，使“领航者2号NAVIAI”不仅能够在杂乱堆叠的场景中进行高效的桌面整理，而且实现可泛化的亚毫米精度装配。研究人员还创新性地提出了黑白箱融合的具身智能控制策略，进一步提升了机器人在复杂环境下的操作能力。领航者2号具有较上一代更好的通用性和动态适应性。相比领航者1号只能完成简单的擦桌子、搬箱子一类操作，领航者2号可以在简单示教后，就可以完成用手去抓取电钻，然后精确打螺丝等一系列高精度操作。这里的难点在于，如果没有实时伺服能力，机器人将无法解决目标放置位置变化、灵巧手抓取电钻时的不确定性、打螺丝反作用力导致电钻与手之间产生滑动等系列扰动的，这种伺服控制是工程师们通过突破了具身智能学习的技术难点实现的。
与上一代相比，NAVIAI明显提升了机器人的AI智能性，能快速响应和处理各种复杂任务。同时，NAVIAI还具备环视多目、深度相机、六维力力矩、触觉、惯导等多模态感知能力，能够快速学习新动作，实现高自由度作业臂连续动态运动下的稳定站立，可以开展包括人机自然交互、环境语义导航、复杂场景操作、动态伺服控制等方面的具身智能作业。
浙江人形机器人创新中心有限公司的这些研究成果，不仅使NAVIAI在外观上更接近人类，更让它在能力上向着真正的“人形助手”迈进，为未来在工业生产、智能家居、安防巡逻、智能养老等多个领域的应用打下了坚实基础。这或许就是NAVIAI，乃至整个人形机器人领域发展的终极目标——不仅要像人，更要能够真正地理解并协助人类，成为我们生活中不可或缺的一部分。（浙江人形机器人创新中心有限公司供稿）
（责编：崔宝友）
