让双足机器人走路已经不是难题,但是想让它们表演“跳舞”或“打拳”,却十分有挑战。机器人的运动方式越接近人类,就越能够自然融入人类环境,而无需改变人类原有的生活和工作空间,因此,研究怎么让机器人的运动能力更贴近人类,是一个长期课题。
但机器人姿态动作的改变背后,不仅涉及物理形态的变化,更涉及到控制精度、平衡保持和动作连贯性的深层考验。
就像小孩学走路,站立和行走只需掌握重心转移和平衡,而“转身跳舞”则需全身协调,涉及手臂、腿部和核心肌肉的配合。机器人也面临类似挑战——行走仅需控制腿部,而跳舞或打拳则要求全身精准协同,任何细微延迟或误差都会导致动作生硬、不连贯,甚至摔倒。
在这种全身控制方面,传统的机器人控制系统就像“遥控车”,依靠提前写好的“动作剧本”,逐帧执行预设的动作指令。这种“定格动画”式的控制方式在简单任务中表现良好。
但当环境发生变化,或者需要执行连续的动态动作时,问题就暴露了——动作僵硬、卡顿明显。
12月18日,英伟达、MIT、加州大学联合发布了一项最新研究,提出了让机器人更能富有表现力的控制全身系统ExBody2,可以帮助机器人打破“固定剧本”带来的运动局限,教会机器人如何灵活应变,ExBody2的工作方式则更像是一位智慧的“舞蹈教练”,不再拘泥于“每一帧的动作指令”,而是教会机器人理解“运动的节奏和方向”。
通过这种方式,ExBody2增强了双足机器人的平衡和适应能力,使得它们在面对轻推、复杂地面等场景时能表现得更加稳定。
简单来说,ExBody2的控制逻辑更像人类的运动方式——人类在跳舞时不会死记每一步的具体位置,而是靠节奏感和动作的连贯性来完成整段舞蹈,它关注关键部位的运动节奏和方向,帮助机器人在动态环境中实时调整动作。得益于这种方法,让机器人具备连续流畅和相对稳定的运动能力,实现“即兴表演”的效果。
在这项研究中,研究人员使用了宇树G1和H1人形机器人进行测试: