在上理工國(guó)家大學(xué)科技園里，有一個(gè)每天雷打不動(dòng)執(zhí)行“午休”制的實(shí)驗(yàn)室，12點(diǎn)30分一到，鍵盤敲擊聲、機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)聲都戛然而止。面對(duì)碰巧中午時(shí)間來采訪的記者，上理工機(jī)器智能研究院執(zhí)行院長(zhǎng)、卓益得機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人李清都教授輕聲說：“這些孩子總熬夜做實(shí)驗(yàn)，中午我就要求他們好好休息，咱們晚點(diǎn)再開燈采訪?！?/p>

如此心疼學(xué)生的教授，在科研上卻有著鷹擊長(zhǎng)空的魄力。就在近期舉辦的全球首個(gè)人形機(jī)器人半程馬拉松賽上，李清都教授率領(lǐng)兩支戰(zhàn)隊(duì)參賽，其中“行者二號(hào)”賽隊(duì)奪得季軍，“EAI”戰(zhàn)隊(duì)以第五名成績(jī)成功完賽，續(xù)航能力全場(chǎng)第一。這一成績(jī)驗(yàn)證了卓益得機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室在具身智能領(lǐng)域的 “無限可能”。

仿生密碼破解：從人類肌腱到機(jī)器人“肌肉”的跨界奇思

臨出征北京前，李清都教授正俯身盯著電腦屏幕，放大展示著機(jī)器人設(shè)計(jì)圖，這款機(jī)器人采用肌腱仿生驅(qū)動(dòng)，靈感源自一次偶然的觀察。團(tuán)隊(duì)成員徐濟(jì)濛回憶道：“李清都老師帶我們?nèi)ス珗@晨跑，看著落葉紛飛中奔跑的人群，老師突然停下腳步，盯著一位長(zhǎng)跑者擺動(dòng)的雙腿，興奮地說‘人類肌腱的彈性驅(qū)動(dòng)，或許就是機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的最優(yōu)解！’”

這個(gè)靈感火花，最終變成了實(shí)驗(yàn)室里的創(chuàng)新實(shí)踐。機(jī)器人的“肌肉”由特殊鋼絲繩構(gòu)成，“骨骼”則采用高強(qiáng)度、輕量化的復(fù)合材料。然而在機(jī)器人的電池能量密度和電機(jī)功率密度不變的情況下，如何去進(jìn)一步提高機(jī)器人的負(fù)載能力和續(xù)航能力成了新的難題，對(duì)此材料科學(xué)專業(yè)的薛杰每天泡在實(shí)驗(yàn)室，反復(fù)測(cè)試30多種復(fù)合材料，能源管理組的成員們則開發(fā)出一套精妙的步態(tài)能量回收機(jī)制，讓機(jī)器人在奔跑時(shí)能將動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電能。

不同于馬拉松機(jī)器人專注于奔跑性能，實(shí)驗(yàn)室里還有其他功能的人形機(jī)器人：它的手指關(guān)節(jié)能實(shí)現(xiàn)27個(gè)自由度的精細(xì)動(dòng)作，拿起一顆雞蛋時(shí)，傳感器反饋的壓力數(shù)值會(huì)實(shí)時(shí)調(diào)整抓握力度，宛如人類的雙手般靈巧。為了實(shí)現(xiàn)這一效果，團(tuán)隊(duì)研究了大量解剖學(xué)資料，反復(fù)調(diào)整機(jī)械結(jié)構(gòu)，僅手部的設(shè)計(jì)方案就有近百個(gè)。

“行者二號(hào)”在上理工操場(chǎng)試跑

智慧拼圖：多學(xué)科碰撞讓機(jī)器人“跑”出未來

實(shí)驗(yàn)室里，團(tuán)隊(duì)成員甘文聰同學(xué)眉頭緊鎖，機(jī)器人在跑步時(shí)，繩索驅(qū)動(dòng)的反應(yīng)略有滯后，導(dǎo)致步態(tài)僵硬，“就像踩在棉花上的醉漢！” 他自嘲道。

這個(gè)難題很快成了跨學(xué)科合作的“戰(zhàn)場(chǎng)”?？刂茍F(tuán)隊(duì)的成員調(diào)出復(fù)雜的算法代碼，生物力學(xué)團(tuán)隊(duì)則翻出人體運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)庫。大家圍坐在會(huì)議桌前，白板上漸漸畫滿人體肌肉運(yùn)動(dòng)軌跡和控制參數(shù)曲線：“人類長(zhǎng)跑時(shí)，腘繩肌會(huì)根據(jù)地形自動(dòng)調(diào)節(jié)張力，我們能不能給機(jī)器人設(shè)置類似的自適應(yīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)？”

經(jīng)過反復(fù)調(diào)試，當(dāng)機(jī)器人終于邁出流暢的步伐時(shí)，實(shí)驗(yàn)室爆發(fā)出歡呼聲?！熬拖翊罱犯?，每個(gè)學(xué)科都是不可或缺的積木。”李清都教授笑著比喻。無論是跑馬拉松，還是投入其他應(yīng)用場(chǎng)景，人形機(jī)器人背后都是由機(jī)械工程、人工智能、材料科學(xué)、生物力學(xué)和能源管理等領(lǐng)域成員組成的團(tuán)隊(duì)，圍繞結(jié)構(gòu)、控制、感知和能源四個(gè)關(guān)鍵方向協(xié)同發(fā)力，如同精密運(yùn)轉(zhuǎn)的齒輪，缺一不可。

李清都帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)突破的這些技術(shù)成果，正在不同類型的機(jī)器人上開花結(jié)果。在康復(fù)醫(yī)療領(lǐng)域，人形機(jī)器人或許能化身 “智能康復(fù)師”，陪伴患者進(jìn)行精準(zhǔn)的步行訓(xùn)練；在物流行業(yè)，它又將成為不知疲倦的“城市配送員”，穿梭在大街小巷；在災(zāi)難救援現(xiàn)場(chǎng)，它們成為無畏的“生命守護(hù)者”，深入人類難以抵達(dá)的險(xiǎn)境。正如李清都教授所說：“我們的目標(biāo)，是讓機(jī)器人代替人類完成危險(xiǎn)、臟亂和重復(fù)性工作，把人們從繁重任務(wù)中解放出來?！?/p>

實(shí)驗(yàn)室成員朱永同向記者介紹表情機(jī)器人

未來之問：當(dāng)機(jī)器人學(xué)會(huì)“走路”人類如何與之共舞？

機(jī)器人大規(guī)模商用后會(huì)不會(huì)影響人類的飯碗？就如何確保機(jī)器人的行為符合倫理？這些問題，成了實(shí)驗(yàn)室茶余飯后的熱門話題。在李清都的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)在專注技術(shù)研發(fā)的同時(shí)，聯(lián)合社會(huì)學(xué)、法學(xué)專家，共同探索機(jī)器人與人類協(xié)作的新模式，為建立相應(yīng)的法律法規(guī)出謀劃策。

為了更好地應(yīng)對(duì)這些挑戰(zhàn)，實(shí)驗(yàn)室還開始定期舉辦跨學(xué)科研討會(huì)，邀請(qǐng)倫理學(xué)家、社會(huì)學(xué)家與團(tuán)隊(duì)成員共同探討機(jī)器人技術(shù)發(fā)展中的社會(huì)影響和倫理邊界。團(tuán)隊(duì)成員們還自發(fā)成立了科普小組，走進(jìn)中小學(xué)開展機(jī)器人科普活動(dòng)，希望通過提前培養(yǎng)青少年對(duì)機(jī)器人技術(shù)的認(rèn)知，減少未來技術(shù)普及可能帶來的社會(huì)沖擊。

“每次看到機(jī)器人在操場(chǎng)上奔跑，我都既興奮又忐忑?！必?fù)責(zé)算法開發(fā)的梁志遠(yuǎn)坦言，“我們?cè)趧?chuàng)造新事物，但也必須對(duì)它的未來負(fù)責(zé)?！睂?duì)團(tuán)隊(duì)來說，這是與追求技術(shù)創(chuàng)新同等重要的社會(huì)責(zé)任感。

從一顆靈感的種子，到穿越操場(chǎng)的腳步，卓益得機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室正在用每一次技術(shù)突破描繪具身智能的邊界。在他們看來，具身智能不僅是工程挑戰(zhàn)，更是技術(shù)與人文交匯的未來。面向明天，他們的目標(biāo)不止是造出“更像人”的機(jī)器人，而是讓機(jī)器人真正“服務(wù)人類”，在科技與倫理共舞中，奔向一個(gè)更加協(xié)調(diào)共生的智能時(shí)代。談及未來，李清都表示我們卓益得公司正在廣泛招納優(yōu)秀的人才，希望更多優(yōu)秀的學(xué)子加入我們，繼續(xù)在具身智能領(lǐng)域深耕，讓更多科研成果走出實(shí)驗(yàn)室，讓機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展更加安全、可靠，真正成為推動(dòng)人類社會(huì)進(jìn)步的強(qiáng)大助力。

李清都向業(yè)界專家介紹機(jī)器人“小貝”

支持：機(jī)器智能研究院、卓益得機(jī)器人公司

文：董真、邱子凡、鐘馨怡