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星动STAR1重走丝绸之路,人形机器人展现地表最强性能

作者:机器人大讲堂发布时间:2024-10-30

自今年5月人形机器人小星爬上长城后,近日星动纪元公司的最新款第六代人形机器人“星动STAR1”又挑战成功了另一个复杂自然环境,与人类一起重走丝绸之路,漫步河西走廊,让科技溯古之源流,探今之变迁。

机器人大讲堂注意到,本次Star1河西走廊一游,主要在玉门这种丹霞地貌参加了一场跑步比赛,这也是首次见到人形机器人参与户外腾空奔跑运动。一套通用算法轻松拿捏山地、草地、戈壁、公路各种地形,而这后面正是星动纪元独创的原生机器人大模型和为AI定义的全新硬件平台的强力支撑。

在10分钟的长跑中,Star1双手会微微摆动保持平衡,同时双腿会如人类运动员一样腾空,在过弯、直线冲刺阶段都有加减速动作,整场比赛保持了良好的稳定性,没有任何摔跤,很顺利完成了全程。

就跑步实测成绩来看,本次星动STAR1在跑步技术与性能已经突破了新高度,通过先进的强化学习技术,STAR1实现了室外真实场景下能跑到3.6m/s,这相当于人类跑步配速438,同时,STAR1潜在速度为6m/s,超过了马拉松世界冠军的跑步速度。这一数据印证了 STAR1目前已经是全球户外性能最强,跑得最快的机器人,展现出了星动纪元这家公司强悍的技术实力。

▍更稳、更强、更持久

星动纪元正在重新定义具身智能,打造原生通用具身智能体。具备在多种复杂的室外地形上高速运动的动态响应能力,这是其原生机器人大模型和为AI定义的全新硬件平台“STAR1”的独门秘籍。

无论是此前登长城,还是本次逐旷野的户外展示,其实都需要人形机器人在例如斜坡、岩石、砂石等粗糙、不平或不可预测的路面上,保持长时间高动态平衡性,这是人形机器人户外运动最困难的任务之一,而这依靠传统的机械控制很难完成,强大硬件配合通用智能是目前较为前沿的解法。

由于高动态运动中,机器人的步态需要适应不同的地形特征,人形机器人行走时必须根据地形的不规则性改变步幅、腿部高度和脚部位置,最终配合算法实现实时反馈以及快速调整位姿保持平衡,这对于全身控制算法和算力都提出了巨大的挑战。

算法控制机器人的四肢和动态重心是确保在崎岖地形上自主行走的一个关键挑战。例如踩在丹霞地貌柔软或不平坦的表面上,往往需要机器人具备柔顺、灵活的关节,来吸收冲击并适应表面不规则性,而踩在坚硬的公路表面上则需要更严格的关节控制以保持稳定性,这意味着人形机器人需要控制关节的刚度或灵活性以适应变化的表面,确保机器人能够平稳地行走并避免摔倒。

本次星动纪元发布STAR1人形机器人,首先在硬件稳定性上实现了较大提升,下肢配备高爆发柔性双腿双足,为算法的研发提供了极大的助力。STAR1配备关节扭矩从去年的150N·m提升到了400N·m,最高关节转速达到了25rad/s,性能达到世界顶尖水平,这确保了其在高速运动中的稳定性和持久性。

星动STAR 1不仅各方面硬件性能得到了极大的提升,还将AI与大模型技术应用到了这代人形机器人上,实现了泛化行走与奔跑。依靠其通用的端到端神经网络,STAR1能够快速学会相关技能,并能很快进入到一个新的任务场景中,具备较好的泛化性,在户外实现跑步、行走和跳跃三种步态功能,并且能够根据实际需求在包括公路、草地、戈壁滩以及未知不平整的路面自适应切换,打开了户外作业的无限可能性。

而这套模型算法也具备一定的迁移能力,能够在不同智能体上实现任务,并持续进行产品迭代。特别是在高自由度的灵巧手上。

▍速度最快的背后

能够长时间耐受玉门复杂地形和恶劣天气,具备卓越的环境适应能力,这也是STAR1人形机器人本次户外赛跑的核心能力。

据悉,快速跑动的机器人必须有着强大的算法,快速分析地形并预测潜在脚部位置的稳定性,例如砂石是否会保持稳定,或者表面是否会在压力下塌陷,还有传感器必须应对不可预测的照明条件、光反射或快速变化的条件,例如,风带来的沙子或消失的部分地面,这需要同时调动各传感器融合,捕获高分辨率数据并足够快地计算数据,以便改善机器人环境感知和决策能力,方便其在运动时做出决策。

由于星动STAR1内置AI大模型,支持模仿学习与强化学习,星动纪元首先通过仿真训练,在虚拟环境的不断仿真训练,为STAR1提供了丰富的行走以及跑步经验,使得STAR1的运动表现拟人化程度高。这种全AI数据驱动的方法,可以在没有任何的建模或者是编程的情况下,不断通过仿真模拟各类复杂的环境和地形,训练学习优化步伐稳定性和上肢灵活性。

由于团队在其训练过程中借助人类的真实跑步运动轨迹,尤其在步态轨迹和脚掌运动姿态方面,达到了高度的拟人效果,借助其自研的Sim2Real技术,这种逼真的动作表现不仅提升了机器人的运动效率,也让其突破了下肢动态稳定性这一难题,从而做到了即使穿上鞋子,也能长时间跑步不摔跤,在应对各种复杂地形时更加灵活自如。

得益于在硬件上除了强大的双腿双足,Star1机器人还配备了深度视觉相机、惯性传感器等多种外设,完善的软件和操作系统,这使星动STAR1能够在陌生环境方便借助全身运动控制算法,调用各类传感器,快速完成导航、避障,实现高效训练和高度自主化运动。

由于内部集成了高性能处理器和强大的计算资源,为人形机器人在强化学习、模仿学习和端到端大模型研究中提供了卓越的算力支持。借助算法和算力的提升,团队还设计了全球首个去噪世界模型,让机器人在仿真训练基础上,可以预测并提取环境的关键信息,减少真实世界对机器人本体任务的干扰,才使星动STAR1全身运动控制能力更强,在不同地面,不同的环境中,能够做到游刃有余。

因此,我们可以发现,在跑步中,即使在遇到一些干扰或者不确定,或者打滑的情况下,星动STAR1 的腿依然能非常迅速地进行调整和迈步,最终能够适应各类户外场景,真正用强劲实力,挑战户外的无限可能。

▍结语与未来

人形机器人正逐渐由从0到1的实验室概念验证阶段,迈向从1到N的商业化爆发阶段。

由于软硬件基础实力足够,据悉,星动纪元通过积极围绕具身智能,打造原生通用具身智能体,目前Star1这套具身智能人形机器人的全栈技术架构,已经具备上下楼梯、背负重物、深蹲、跳跃等复杂动作能力,以及双手抓取、装配、工具使用甚至撸猫等灵巧操作,未来在智能性、速度、能耗、稳定性、负载、灵活性与准确度等方面还能持续提升。

同时,由于其模型具备相当不错的泛化性,已经初步具备在一些场景中执行复杂任务的能力。随着人工智能的快速发展,可以预见,STAR1人形机器人其实在面对更复杂的环境和物体时,在没有进行针对性训练的情况下也能够准确地进行相应的操作,这就让人形机器人乃至其它智能体形态具备了通用性,未来有望极大地提升感知、决策、执行、交互的能力,更顺利地融入更多B端或C端的非结构化场景应用中,能够速度更快,动作更稳,走向更远的未来。


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