編者按：

2022世界機器人大會主論壇群星璀璨，產、學、研各領域大咖齊聚首，共話巔峰，為機器人未來發展領航。

峰會現場，中國兵器工業集團地面無人系統領域首席專家蘇波發表了題為《機器人的越野行走技術研究》的演講。以下為蘇波演講內容的整理。

主要從三方面向大家介紹當前一些研究進展，地面移動機器人它的行走主要有兩個大方面的目的，第一是移動，移動要能夠達到人類不能去的地方；第二是智能，智能希望把人類智能體往外遠地方延伸。應用場景來看主要有四個方向，第一危險環境；第二是困難環境；第三是骯臟的環境，無法忍受的環境下能夠作業；第四是枯燥的環境。

按照發展趨勢和技術路線，我大致總結從1960年第一代移動機器人誕生到現在，大致經歷了四個典型階段，我認為前期最早主要圍繞感知規劃開展地面研究。到了80年代有無人駕駛汽車，是以決策控制來開展研究，到了本世紀有足式各種類型機器人在地面行走。未來，我們會在實體智能行為控制有更多方面的進展。從技術趨勢來看，地面移動機器人由認知到行動，最難是腦、手、腳知行合一，一起開展綜合運用階段。從產品角度我認為有三個階段，第一都是在解決移動的話，包括前期物流運輸、巡邏安防。第二階段開始解決任務載荷問題，就是讓機器人干點什么，在消防農業等方面應用。第三階段要把智能融合到一起了，有很多功能根它結合在一起的研究。從產品發展角度，技術難度是隨功能增長而增長，最復雜是當前面臨服務型的機器人。

按照當前機器人發展主線主要有三方面重點需要我們關注，第一是移動技術，目前在地面上有兩種移動，一種是車輛形態的技術，一個是仿生形態技術，下面是任務載荷和智能算法，今天我主要匯報移動越野行走的技術。

越野行走是移動機器人現階段急需解決的能力需求。在行走方面達不到基本能力需求，意味著后邊自主作業，我們把門開開走向真正大自然里，這項工作難以實現。對行走方面的分析，我們從不同的階段，60%的領域和時間用在前三階段，55%以上的技術是集中在后兩個階段，對越野行走技術分析，認為它涵蓋前面，也是將來引申多后面。基本能力和技術來分，需要本體力的模型，需要支撐力、覆轍力和平衡力等等，因為今天不是純學術交流會，所以我大致匯報一下它的技術。

第一是應對地形突變的技術。我們要建立機器人和地面之間動態適應能力的關系，需要把機器人整體的力分解恩出來，到最終和地面動態分配率關系，機器人才能在復雜路面行走。第二是應對接觸率突變技術，在集合狀態下，機器人可以適應地形變化。需要建立地面和機器人自主端動力學模型，把動力學模型應用控制系統中。第三應對外力突變的時候能力。我們碰撞的時候還是推響的時候不發生傾斜、傾覆和摔倒，保證機器人在更復雜動態情況像人一樣穿梭。第四自主改變步態的行為，它主要是實現自主跨越障礙，根據障礙情況調整步伐，來實現步伐的完整性和越障的安全性。有這四項技術以后，我們能保證機器人，即使有各種障礙出現，即使會泥濘、冰鏈、雪鏈，他能夠保證在環境里自由、安全、穩定地行走。

為了實現這樣一個目標，團隊進行了20幾年基礎研究和努力，主要靠兩方面的技術。一是左邊基于地面力學學科技術，把地面和機器人作用關系通過動態建立成模型，然后分解進行統一控制。第二引進了先進的學習方法，通過機器學習訓練學習這種能力。

基于以上四方面重點方向和兩個總體理論和方法，到目前我們一共獲得了104項專利，主要是圍繞行走、作業和智能應用開展的。圍繞這140個專利，我們開展了初級產品應用發展思路的探索，我們從140個應用專利系選擇了2個有前景的方向進行產業化，把它變成產品的探索。每個方向里各選擇一個典型功能作為產品開發，目前進行這方面的探索，其中一個是移動巡邏機器人，另外是四足仿生機器人。

移動巡邏機器人我們選擇了6個可以直接應用的專利，包括自主導航技術、控制技術等等。我們想實現可以改裝成熟移動底盤情況下，配置用戶提出任務要求情況下，做能夠在各種環境下進行安全巡邏的產品。到目前為止，這是巡邏機形平臺能夠實現功能，復雜信號遮擋情況下可以自主地巡邏，可以搞高溫預警，可以360度監測外界出現的情況，時數可以達到40公里，可以進行人員跟隨和自主避障，這樣基本工作它都可以實現了。我們先把機器人首批應用到以下四個主要方向，第一是大型倉庫，可以360度24小時巡邏；第二是產業園礦區；第三工業園區；第四是特殊人員不易到達的場所進行應用。

第二類探索四足仿生機器人應用，一共拿出了七項技術專利集成兩款機器人，上面一款是大的機器人，自重50公斤，可以承載30公斤，下面是小機器人可以在桌面進行活動的機器人。當前大機器人已經研制一系列的樣機，我們起名叫PANDA系列，現在到第五代了，自重50公斤可以承載32公斤，在各種環境下它可以保持穩定運行和獨立行走了。

未來我們想把機器人推向以下四方面的應用，安迪巡邏機器人、電力巡檢機器人、人防應急機器人，還有分化和拂拭場景機器人。

四足機器人還有桌面小的機器人，團隊里有一位開元社區比較有名的博士叫華北舵狗王，他做了多種舵機小狗，它主要應用于娛樂、教育和未來禮品市場。它的應用方向叫STEM，是當先急需一個領域，我們希望把科學的、技術的、工程的、制造的工程師整地有應用學習的場景，之前在輪式和履帶機器人做了很多工作，現在機器人很難，因為成本很高，所以降低了成本，拿出兩項技術開發這樣機器人，在教育領域形成閉環，在開元社區可以被廣泛應用了。

為了做更好合作，我們把技術跟企業做深層次對接，跟同學老師進行深入。2018年廣東省中山市注冊了智能移動機器人中山研究院非盈利的事業機構，是由創新院和中山市政府聯合投資建的這樣一個機構，這個機構主要是做一個平臺，和產業界合作伙伴、學術界合作伙伴、國外合作伙伴一起來探索，地面復雜環境下第一批應用機器人怎么變成一個產品服務于生活。今天我們在A區有展覽，希望各位感興趣可以看一看。

最后，機器人在地面上應用是比空中和海面更難一些，由于地面環境復雜、干擾更多，所以也誠邀在座各位可以跟我們一起合作一下。

—— 蘇波