来源 | 知乎
作者 | leaderobot
目前，世界上有两种主要的仿人机器人控制方法：一种是基于位置控制的仿人机器人，另一种是基于扭矩控制的仿人机器人。由于类人运动功能的多样性、复杂性和高维度，仿人机器人的研究非常具有挑战性。
仿人服务机器人主要在复杂的非结构化环境中执行不同类型的复杂任务，如办公环境中执行不同类型的复杂任务。智能机器人进入成千上万的家庭，将使人类的生活方式更加方便、智能和人性化。
我们特邀做客为大家分享。
- 仿人机器人的发展历程
- 运动控制模仿机器人的关键技术
- 大型仿人机器人运动控制的三大挑战
- Walker大型仿人服务机器人仿真平台
- 未来运动控制的重点研究方向
是模仿人的形态和行为而设计制造的机器人，，已成为机器人技术领域的主要研究方向之一。
早稻田大学至今已有近50年的历史，提出ZMP稳定性理论，到MIT采用三分控制法控制机器人运动，设计了液压驱动的双足/四足机器人。
之后出现了采用被动行走理论，利用重力和自然惯性，无驱动行走稳定，但步态单一，抗干扰能力差。到目前为止，已经有大量的自由模仿机器人，可以实现超模仿运动能力。
仿人机器人中运动控制的应用主要体现在、与三个方面：
做机器人步态时，概念很关键，那么什么是呢？ZMP呢？
ZMP地面支反力(分布力)可以等效为一个合力，机器人的受力和扭矩为零。ZMP它具有一定落在机器人和地面支撑区范围内的特点，广泛应用于仿人和四足，主要有两种:
定义重力和惯性力的合力ZMP用达朗贝尔原理推导坐标计算公式。
在控制和规划仿人机器人时，一般不进行全身动力学建模，而是简化模型，，一般简化方法如下：
简单的应用可以在仿人机器人中实现：
机器人倒立摆模型
在行走过程中，仿人机器人的脚底实际上与地面保持平行，这有利于提高机器人的整体稳定性。随着步长的增加，腿长会不足。类似于人类的踮起脚尖来增加腿的长度，机器人可以通过翻转脚底来增加腿的长度。
机器人步态规划
仿人机器人上下楼梯的步态也可以采用线性倒置模型，但需要注意防止机器人的脚趾或脚跟接触楼梯。下图显示了从静态上下楼梯到准动态上下楼梯的过渡。
基于关节扭矩的力控在工业机器人中得到了广泛的应用，其中零力拖动得到了更成功的应用。使用的基本方法是动力学识别，这也相对成熟。
手臂拖动
仿人机器人往往需要机器人的柔性控制，主要利用阻抗控制的概念，通过提取关节扭矩或电流计算机器人末端的六维力矩，通过阻抗控制实现机器人的柔性效果。
机器人柔顺控制
机器人的平衡控制也需要双足仿人机器人：
双足平衡控制
使用六维力传感器可以节省使用关节扭矩和电流来估计终端力的时间，直接读取机器人的终端力，使机器人具有全身灵活性，大大提高机器人的环境适应性。
仿人机器人需要适应外部冲击，使机器人处于稳定状态。
六维力控
仿人机器人要想在不平整的地面上行走，需要在机器人脚踝上增加柔软的控制，以适应不平整的地面。
路面行走
手眼协调
视频监测上楼梯
视觉监测上楼梯2
视觉监测上楼梯3
骨骼提取
三种典型仿人机器人结构：
主要是包括仿人机器人和对。机器人自身的安全性指的是可靠的运行、稳定的表现。对外界环境的安全性指的是在人与机器人进行交互的时候不会对人类造成伤害。
优必选始终秉持AI赋能、科技兴国的战略，自主研发的Walker机器人集成人工智能和机器人核心技术，充分展示了中国在硬科技领域的创新实力。一经推出就受到国际顶级学术机构、权威媒体以及业界的关注与认可。Walker具备36个高性能伺服关节以及力觉、视觉、听觉和平衡等全方位的感知系统，在全身运动控制、复杂地形灵活行走、自平衡、手眼协调、视觉识别、柔顺控制、U-SLAM 视觉导航避障、智能安全交互等多方面实现了突破，开始真正走入人们的生活。
机器人动力学仿真是基于交互式计算机图形技术和机器人学理论，生成机器人的几何图形，并对其进行三维显示，用来描述机器人及工作环境的动态变化。
动力学仿真伴随着机器人开发的整个周期，其在研发中会缩短开发周期，降低开发成本，减少设计风险。
优必选作为国内知名的服务机器人企业，自成立初始，就一直持续进行大型仿人机器人的研发，
步态算法未来仍然会继续提升机器人运动能力，包括行走、对地面的适应性能力以及对外界冲击的适应能力等；机械臂操作方向，未来将会更加注重手眼协调、骨骼提取和运动模仿等；安全交互方向，主要包括机器人整体结构的设计以及算法的应用。伴随着AI技术、云平台以及仿人机器人运动控制技术的不断突破，仿人机器人将会诸多场景落地，如新零售、展览展示以及医用等环境。
<完>