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，上海交通大學教授高峰發表了題為《冰雪運動機器人冬奧之旅》的演講。以下為高峰演講內容的整理。

我的報告主要是冰雪運動六足機器人在冬奧會之旅，獲得了科技部國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專項支持。主要是兩個部分內容，六足冰壺機器人和滑雪機器人。

立項初期，我們開發了四種類型六足機器人，有仿昆蟲、仿蜘蛛、仿螃蟹、仿章魚，由于有些技術，而且是六足機器人。國家為了體現機器人技術在冬奧會中展現出來，所以量身定制確定了六足機器人項目。

首先介紹一下冰壺機器人。我們是模仿人打冰壺的動作。冰壺機器人設計里很重要基礎工具是力控復合驅動關節，每一個關節都有三個電機，三個電機復合既要體積小也要濃厚密度高，要把力矩傳感器、監測器、電機、編碼器、驅動器所有工具集成在一個零件上，這個零件集成度非常高而且難度很大，這是我們核心技術，有了這個件可以做1.2—1.5公斤驅動單元，有了單元裝在機器人腿上，能夠實現對腿的力控和感知。冰壺運動有個非常重要特點，冰壺在平面上運動，平面運動有三個自由度，前后移動、旋轉，前后移動還有一個角度。我們把冰壺運動轉化成機構，一個桿上的鉸鏈就是冰壺旋轉，這樣描述冰壺運動，這樣可以描述軌跡。有了運動關鍵問題是受力，平衡在平面受力，每一點摩擦力跟運動方向相反，如果前面這一點速度方向在前面，力的方向在后面，跟速度方向相反，這是非常重要的，我們主要是求出傾向速度和鏡像速度比值，求出這個比值可以求出摩擦力，用牛頓定律測出動力學方程和冰壺運動。有一個很重要問題，冰壺怎么打？什么情況下能打？我們這里提出了新概念，我們叫冰壺擊打正解樹和域。有了冰壺理論，主要問題是打冰壺有多少任務，我們叫做任務鏈和機器人行為鏈一一對應設計出來，根據感知、過程得到所有運動形式以及控制模式，這是多任務情況下行為鏈如何建立。

現在講一下滑雪機器人，滑雪機器人有單板和雙板兩種，兩個技術截然不同，單板有很多滑雪形式，雙板也有很多，機器人也都要有這種功能。單板六足機器人如果不測力你不知道怎么控制身體慣性力和重力，所以很容易翻。現在有六足傳感器可以實時監控自己身體的重力和作用力，用全身力控的來實現，有了力控制方式可以在實驗室里做，板面向脅迫滑動可以控制速度，可以前后走。雙板六足滑雪機器人兩個腳放在一個板上，有個問題，機構怎么設計？板自由度到底多少，這是虎克鉸，這是球鉸，控制這個板，繞前后鉸鏈柔線轉動，所以這板往往是五自由度的五維運動，三個移動兩個轉動，這是板的特點，這是機構設計，機構決定了機器人的性能。有了機構設計，跟冰壺一樣，要把運動形式說清，犁式、半犁式、平行式，每一個要做什么動作，制動怎么做，移動怎么走，在平行面怎么走，每個動作都要訓練出來你才能去滑雪。有了這個以后，首先可以在實驗室里控制它。我們做的實驗挺成功的。大家可以看雪杖作用，它沒有人那么靈活但也可以轉換流暢，可以看出機器人有視覺和激光可以避障，可以用GPS定位實現人工智能的控制，這個跟無人駕駛車技術完全一樣，你都可以用。

滑雪是非常精彩的一個項目，機器人在雪場上滑雪這個水平國際從來沒有出現，機器人沒有在滑雪場有這種流暢控制。這是在避障，這個機器人是穿越旗門控制方法，穿過去按照指定軌跡做控制。可以看出某些運動能力不亞于人，因為機器人膽子很大；第二是滑行技術水平很高。在網站上大家只要一搜滑雪六足機器人和冰壺六足機器人都有，這是制動方式，很快速的制動，大家可以看出來機器人在滑雪未來有很大用武之地。

機器人在報道以后，在全世界得到了很多好的反響。4月27日，《科學雜志》機器人子刊刊登了這篇文章，這篇文章介紹了北京冬奧會機器人，重點和沈陽自動化起火炬接力、冰壺、滑雪等等機器人。

—— 高峰