世界首款六足冰壶机器人“选手”冰立方首秀

2月18日下午，冰壶男子铜牌赛开始前，枕戈待旦已久的六足冰壶机器人“选手”为奥运健儿暖场，精彩的冰壶投掷表演嗨翻全场，6击6中，以前沿科技能力展示的方式将北京冬奥会顶上了新的热点。

图片说明：六足冰壶机器人带壶滑行

这位身披红色战衣的冰壶“选手”，就是世界首款模仿人类蹬踏、支撑滑行、旋转冰壶等行为方式的六足冰壶机器人。

在“科技冬奥”重点专项“面向冬奥会的六足机器人关键技术研发和典型示范应用”项目支持下，上海交通大学机械与动力工程学院教授高峰领衔，上海交通大学与上海智能制造功能平台有限公司组成的六足冰壶机器人研究团队将研发成果送上了冬奥冰场。

高端科技冰雪场上练兵

虽然对六足冰壶机器人的表现很有信心，但直到暖场结束，高峰教授悬着的一颗心才算放下。

在冰壶赛事中，投掷队员半蹲在冰面上滑行，轻轻旋转冰壶控制出手方向，两名队友在冰壶前用冰刷刷冰面控制方向和速度。

六足机器人完成这套动作并不简单。

“人投掷冰壶时，一条腿支撑身体，另一条腿蹬踏起踏器，眼睛瞄准目标，手控制冰壶的速度和方向，是一个复杂的决策行为。”高峰教授对科技日报记者说，“根据人投掷冰壶的行为特征设计机器人的结构;根据视觉与力觉测量的信息，辨识冰面与机器人接触的动力学参数，从而预测机器人滑行和冰壶运动的轨迹;根据人类投掷冰壶的决策方法控制机器人的行为等，都是我们开发六足冰壶机器人遇到的技术挑战。”

克服种种挑战，高峰教授带领他的团队在冰壶赛场上让全世界对六足机器人的能力眼见为实。

在投掷冰壶过程中，六足机器人前部双腿转化为人手的功能，实现抱壶和旋转壶的运动。中部双腿的膝盖和前部双腿的肘关节复合成四点接触冰面，形成人支撑腿的功能。后部双腿蹬踏起踏器，实现推动机器人加速滑行的功能。另外，前部双腿具有在机器人滑行运动过程中二次掷壶来控制冰壶运动的方向、速度和角速度，实现精准投壶和击打功能。

从单腿蹦发展到四足“翻箱子、上楼梯”，波士顿动力“大狗”催热了全球足式机器人的研发。

“波士顿动力是行业翘楚，引领了足式机器人发展的方向。”高峰教授说，“在特种机器人中，‘长腿儿’的机器人研发最难。四足机器人美国做的最好，六足机器人，我们做的最好。”

后冬奥时代“人机共融”前景可期

这不是冰壶机器人首次亮相。

高峰教授介绍，2018年平昌冬奥会后，国际上出现了主要通过轮子驱动前行的轮式冰壶机器人，但是，不能完全模仿人类投掷冰壶行为，为赛事科学训练提供的帮助有限，六足冰壶机器人补上了这些缺憾。

高峰教授透露，获得“科技冬奥”重点专项支持的不只有冰壶机器人，他们为北京冬奥会带来了5款12个六足机器人。这其中就包括被国外媒体连赞的“不可思议的中国滑雪机器人”。

图片说明：高峰教授(右四)和他的团队

高峰教授表示，机器人智能属于行为智能，体现在肢体和智慧的结合。机器人理解环境、理解任务怎么执行，但要据此表达行为就非常困难。因此，实现行为智能是非常复杂的问题。

据了解，在“科技冬奥”专项助力下，高峰教授团队在六足机器人性能操控、感知规划等关键算法设计上取得了创新突破，自主完成了从机构设计、系统框架、稳定控制到智能感知、自主规划等一系列环节的关键核心技术研发，使机器人集人机交互、环境感知、轨迹规划、智能决策和稳定控制于一体。

当全球都在求解足式机器人的产业落地，北京冬奥会上，我国机器人大军上演了一部现实版《机器人总动员》，让群众看得见、摸得着，展示了产业化的各种可能。六足机器人更宛如“肌肉猛男”破圈而来走上冰雪场，为后冬奥时代“人机共融”新局面带来了无限畅想。

高峰教授说：“相信在不远的将来，冬奥会期间所展示的科技成果将逐渐走入寻常百姓家。我们也将加快研究步伐，争取尽快实现足式机器人的广泛应用。”

(图片提供：上海交通大学)

关键词： 机器人 冰壶运动 图片说明 上海交通大学 行为方式