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【深度剖析】小米CyberDog四足机器人的AI运动系统的实现

2021年8月10日,雷军在宣布造车后发表了第二次演讲。

在以我的梦想,我的选择为主题的演讲中,雷军详细讲述了创业后的故事,并发布了一系列新产品。其中,最大的惊喜也带来了很多问题是我们推特的主角——,中文名

在现场展示中,这只可行走、站立、小步跳舞等。

CyberDog拜年

CyberDog行走

除此之外,还介绍了官方给出的运动性能参数,CyberDog还支持一系列功能动作,如恢复站立、姿势展示、慢慢躺下、慢跑、小跑、跑步、跳跃、跳跃、倒地恢复、滚动、握手、跳舞、转身、鞠躬、坐下等。

这件事一出来,各大论坛就有不同的看法。有些人对他的外表、智慧和不同指令下不同行为的体现感到惊讶。相信绝大多数人看到这只机器狗的第一反应都和下面的表情包一样,

这个看起来像狗的机器人实际上是业内备受关注的新产品形式——。CyberDog全身有11组高精度传感器随时待命,可主动检测外部细微变化,配备AI超级计算机——NVIDIA JETSON XAVIER NX该平台可以处理来自多个传感器的海量数据。CyberDog采用自主研发的高性能伺服电机,全志使用MR813芯片控制全身运动模块。

让我们了解铁蛋的每一个它是如何形成运动系统的。

CyberDog 英伟达的大脑 Jetson Xavier NX 该平台是嵌入式和边缘系统的平台 AI 超级计算机。它集成了6个core NVIDIA Carmel ARM v8.2 64-bit CPU、搭载 384 NVIDIA CUDA cores 和 48 Tensor cores的GPU、2个 NVDLA 引擎深度学习加速器、7路VLIW视觉处理器。最高可提供21T的算力。这保证了 CyberDog 从传感器系统中捕获的大量数据可以无障碍处理,准确理解主人的意图。同时支持2个 MIPI CSI-2 D-PHY lanes、以太网、WIFI/BT、HDMI、多路USB等。

有了这个大脑,机械狗甚至可以直接外接显示输入设备变成计算机。当然,它不是我们传统意义上使用的个人计算机,而是用于开发和其他用途。

Nvidia Jetson Xavier NX

为了让铁蛋真的像狗,小米配备了11多套高精度传感器,包括Intel Realsense D450深度摄像头,AI互动相机,双目超广角相机,TOF传感器、环境光传感器、超声传感器、惯性测量单元GPS模组、地磁传感器、光流计、6MIC环阵列、触摸传感器等。有了这些丰富的传感器,CyberDog就像一个有白眼睛的感知忍者,能敏锐地感受到周围流动的查克拉,做出避障、预警等行为。

小米手机影像部门不仅对硬件进行了堆砌,还亲自介入,将自己多年的手机影像技术应用到四足机器人领域,充分发挥硬件性能。比如CyberDog自主跟随能力来源于人脸识别技术的衍生和SLAM构图和导航避障功能都来自视觉探测技术的延伸,CyberDog通过图像技术感知环境后,通过算法创建地图和导航,最终规划最佳路线。

CyberDog全身自由度为12,单腿自由度为3,即大腿关节处有两个电机,小腿关节处有一个电机,共12个电机。12个电机的组合转让CyberDog跑步、跳跃、空翻等难度动作可以自由进行。据报道,这12台伺服电机由小米自行开发,最大扭矩为32台N·m,最大转速为220rpm,可以让这只14KG重的CyberDog以11.5km/h速度前进,这个速度大概和普通人晨跑的速度一样,让主人带着CyberDog有可能跑步遛狗。

CyberDog国内知名的小脑芯片设计制造商全志科技。MR813将负责MPC算法执行、运动控制、电源系统管理和OTA系统管理等工作CyberDog以上四只脚和12个伺服电机将在MR在813的控制下有序行动,让CyberDog没有顺拐或扑街。

是针对运动机器人市场推出的高性能SoC,4核A53架构,主频高达1.6GHz,拥有丰富的音视频接口和运动驱动接口。

据悉,MR该系列芯片已广泛应用于扫地机器人产品,包括小米、石头、追逐等知名制造商。CyberDog使用MR813也是追逐成熟运动驱动模块的复用,

也就是说,MR813被用作其他产品的大脑CyberDog只用作小脑MR813强大的性能也揭示了小米对CyberDog实用的材料选择和良心。

CyberDog的MPC算法使用知名开源MPC算法 MIT Mini Cheetah。仿生四足机器人MPC近年来,算法研究一直是热点。MIT这种算法在开发者中很受欢迎,很多DIY基于这套算法,开发者甚至专业厂商都会开发。MR813为算法的运行提供了高效稳定的环境。

MR813系统框图

米家扫地机器人1T,使用MR813作为大脑

在整个系统框架方面,CyberDog采用主流机器人开源架构ROS 2.它提供了一系列程序库和工具,帮助软件开发者创建机器人应用软件,并提供硬件抽象、设备驱动、库函数、可视化、信息传输和软件包管理。

其中,Jetson Xavier NX 运行的是Ubuntu 18.04操作系统,11组高性能传感器获得的环境信息Jetson Xavier NX后,由Jetson Xavier NX处理并通过千兆网口发送运动信息MR813,由MR813运动总控制,单独控制一个MCU进行OTA以及电池组的管理和另一个MCU通过12个高性能伺服电机控制电机CAN 2.0进行通信。

小米CyberDog系统框图

目前,四足机器人在仿生领域的研究相对成熟。世界上最著名的四足仿生机器人研发团队是波士顿动力。其大狗系列仿生机器人拥有十多个产品型号分支,这个价格让很多普通消费者望而却步

今年 6 月,国内宇树科技发布 Unitree GO1.有三个版本:,这个价格可以说是第一个打开普通消费者市场的四足机器人,但由于缺乏功能,仍然很难进入公众的视野。

也就是说,,然而这个价格纪录目前已被小米的CyberDog打破了。

但从目前供应链获得的信息来看,,这两个关键元件的成本接近CyberDog一半的硬件成本。。截至2021年8月底,CyberDog 虽然产品没有交付,但有些人已经以几倍的价格购买了配额。

小米副总裁常程在微博对于问题是这样回应的:

一方面,仿生机器人在未来的服务、工程、安全、医疗等领域具有巨大的市场潜力。另一方面,作为一家全球科技公司,小米需要尽快领先进行几乎布局,夯实专利储备。探索仿生机器人的过程也是在做技术预研,其中机器视觉、导航避障、人机交互、AI语音算法等技术可以反哺手机、智能家居等产品。

与此同时,我们在这个产品中看到了小米强大的模块整合能力,在项目中,分别调动了核心的手机影像部门、小爱同学AI部门、语音算法部门、生态链公司追觅、芯片原厂全志科技等众多部门、合作伙伴,从概念设计到机械结构设计、BSP、算法移植、系统联调到最终产品交付,只用了10个月的时间。

上一次我们看到这样集全集团之力去做一个玩具的场景,是《四驱兄弟》里的三国藤吉集合三国重工最高科技而打造他的疾速眼镜蛇。而这些模块其实也是自动驾驶会用到的技术热点,结合之前宣布造车的消息,

编辑:李泽禧

作者:DOT小文哥

技术顾问:Kirin 、Peng


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标签: 复用传感器阵列重工传感器

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