今年3月份，浙江人形机器人创新中心（以下称创新中心）发布18年磨一剑诞生的通用人形机器人产品「领航者1号」，这款人形机器人能够在真实场景持续稳定运行，包括在真实的活动现场持续长时间迎宾接待，领航者1号展现出的强大的任务操作能力与移动能力令许多人至今仍记忆犹新。
仅仅4个月，这款强大的人形机器人又迎来革新！
从8月17日创新中心发布的新一代产品「领航者2号」视频整体直观来看，该人形机器人再次实现了两大升级：外观更类人、作业更智能。
这使得领航者2号有望成为一款能比肩特斯拉人形机器人的超强产品，有望领航人形的整个创新潮流，继续让围观人群的期待拉满。
▍三大升级引领新潮流
想要做出一款比肩特斯拉人形机器人的产品，团队和技术缺一不可。
创新中心的研发实力毋庸置疑，其由熊蓉教授及团队联合多家知名产业方共建，是国内人形机器人中颇具有代表性的研发平台，团队来自浙江大学、北京大学和哈尔滨工业大学等高校，技术成员曾就职于之江实验室、阿里巴巴、华为、网易等，产品技术实力和工程化落地能力都非常强劲。
核心技术上，创新中心在非线性全身控制、人机动作映射、强化学习生成、具身智能感控、大模型融合建模等方面都取得一系列创新突破，这为人形机器人的智能化、产品化和产业化提供了可靠技术支撑。
回到人形机器人本身，我们从外观来看，领航者2号与1号相比，整体外观曲线无疑更加流畅优美，如果说领航者1号还有些工程机的样式，那么领航者二号可以说是一款成熟的产品，整体打磨更为细致。
外观优美的另一呈现是行走步态。因为机器人想要实现操作作业，必然首先需要移动，双足机器人的魅力恰恰在于，其具备类人的移动特性。
领航者2号步态更加柔顺典雅，包括步态、步幅都与人相似。而且很有意思的地方是，领航者2号在行走过程中，很明显多了一些摆手等人类的特征动作，让人看上去不再像一个冰冷的机器，而是更加拟人。
当然，除了稳定自然行走，这个机器人还可以动态切换步态、慢速到快速、行走到站立，整体丝滑柔顺。
如果对比领航者1号产品和第二代产品的参数，可以更直观发现领航者2号与人类的比例尺寸和能力更加接近。
领航者2号身高达165cm，体重60kg，为了进一步提高运动灵活性和拟人化作业能力，整体具有41个自由度，单臂负载提升到5kg，机器人手臂末端执行精度可以达到0.1mm。
之所以可以做到在保持类人外观的同时能维持较高的性能，这背后首先是因为创新中心在硬件上对人形机器人关节和整机集成度提出了更高要求。
得益于采取全域自研，在4个月的研发过程中，创新中心其实对人形机器人的整机部件如手臂、腿、关节等都进行了重构设计，此举不仅直观增强了机器人动作的拟人性、亲和力，帮助该机器人能够满足服务陪伴场景精神诉求，还更符合人的作业空间需求。
同时，在硬件核心零部件端，创新中心自研了新型行星减速器、轻量化仿人机械臂和多自由度灵巧手，重点突破了轻量化紧凑精密型一体化关节、多自由度联合设计一体化关节、外观-结构-功能一体化设计等难题，并通过与核心零部件供应商共同开展了零部件的优化设计，使整个机器人在外形上更像人的同时具备类人作业能力。
非常值得一提的是，该机器人还搭载了多自由度灵巧手，该灵巧手具备15个手指关节，6个主动自由度，指尖力达10N，单手重量600g，关节速度150度/秒，类人的性能指标奠定了领航者2号在操作能力上持续升级的基础，而且可以满足工业场景使用需求，实现类人的精细操作。
▍行走动作更拟人的背后
人形机器人想要进入各类场景，不仅需要强大的硬件，还需要强大的算法。
机器人控制器和操作算法一直是创新中心的强项，这两项能力融合叠加，就能综合提升机器人移动、动作执行等方面的表现。
众所周知，移动能力决定了人形机器人能否在复杂环境中自主移动，无需人工干预或预设路径，优秀的移动和导航能力会大幅提高机器人自主性和灵活性。
在原先，人形机器人双足运动很大的研发难点在于，其动力学系统具有高度非线性特征，这使得精确的控制算法设计变得极具挑战性。
尽管非线性模型预测控制（NMPC）等高级算法在提高控制精度和鲁棒性方面取得了显著进展，但在实时性和计算复杂度上仍面临诸多难点。
但领航者二号做到了同人类似的灵活运动能力，能够稳定行走和灵活操作，最快行走速度≥6km/h，而且步态更加拟人。
这是由于创新中心突破了机器人系统的精确建模、实时非线性模型预测控制和全身运动控制三大难题，可以实现更协调稳定的全身运动，大幅降低了行走着地声音。
同时，仔细观察我们可以看到，领航者2号行走中手臂有着明显摆动，这非常像人类步行的姿态。
这个微小的细节，却能降低机器人行走过程中身体的晃动，使得领航者2号更加拟人化，因为机器人能够借助手臂这一部件提高平衡性能，移动过程中关节间的运动耦合更顺畅，臂腿协同冲突更少。
最终我们才看到，该机器人全身运动更协调稳定，步态更轻盈，走停切换非常顺滑。
与此同时，领航者2号延续了1号产品模拟学习同非线性运动控制紧密融合的方式。
借助模仿学习，领航者2号能快速通过学习人的动作，而融合机理建模与数据驱动强化学习技术，机器人则可以进一步提升动作行为多样性和鲁棒性。
值得注意的是，领航者2号形成了融合运动学模拟和动力学控制的端到端学习网络，在对⼈的动作进⾏快速学习的同时，也已经实现高自由度作业臂连续动态运动下稳定站立。
这将最终赋予了机器人全身拟人运动的能力，能够实现展厅讲解等应用，也可支持工业作业等场景下机器人运动的快速部署应用。
▍作业能力再提升
人形机器人落地是业内的普遍难题，创新中心就考虑到了机器人的执行能力，打通了⼈的动作映射到实物的整条链路，赋予了机器人动作类人学习的能力。
领航者2号重点突破了数据生成、行为决策、底层控制的具身智能技术，进一步提升了拟人化动作映射执行能力，实现了配置有双臂、双手、头颈等全身41个自由度下的鲁棒拟人运动，同时能够便捷部署下精准操控。
在这背后，创新中心尝试构建了一种无模型的端到端控制算法，可动态适应环境操作，摆脱对云端算力的依赖，能让算法的本地部署更便捷。
因为空间建模能力一直是人形机器人进行操作执行任务作业的关键一环，尤其在复杂、东西堆得乱七八糟的工业、服务场景中。
目前大多人形机器人借助大模型，才能让机器人听懂话、看懂东西，并且把它们结合起来理解、执行。
而创新中心构建的这种无模型的端到端控制算法，可以让机器人不用依赖大模型，就能学会怎么聪明地规划一连串的动作，而且保证了高精度和动态适应性。
这项技术拆分开有三层突破。
首先，创新中心通过突破大范围场景三维高仿真构建和新数据生成方法，解决了传统SLAM无法稠密重建、神经SLAM无法实时一致、零样本重建、前后景分离等问题。这就实现了机器人在真实场景仿真生成下的强化学习训练，增强了感控一体端到端具身学习能力，让机器人更好看见、发现任务真实情况。
其次，创新中心还突破杂乱开放场景机器人准确行为决策和长序列规划方法，提出了语言视觉行为联合建模、复杂行为分层分段联合学习、感知误差融合多环学习等新方式。这种方法让机器人能够将复杂的任务链分成小块并逐步执行调整，解决了语言视觉大模型在杂乱堆叠场景下看不清、识不准、难决策问题。
借助这些技术，意味着领航者2号已经能够实现整理桌面这样的日常服务任务。
最后，创新中心还创新性地提出了一种黑白箱融合的控制策略，这种方法巧妙地把两种不同的控制方式结合起来，实现了面向通用场景的可泛化、高精度、高可靠的视力融合伺服控制，仿真环境中训练后，直接迁移至实物场景，视觉误差小于1mm，力控容差小于0.1mm。
这意味着领航者2号在各种环境下操作控制都非常精确，误差非常小，多种工作都能灵活应对，而且可靠性极强。
▍结语与未来
创新中心在领航者2号上所展现的这些技术进展证明了，随着机器人与模仿学习、强化学习等技术的不断进步，人形机器人必将借助越来越多的方法实现智能化、人性化。
这使得它们将不仅仅是工具或设备，而会成为我们生活中不可或缺的一部分，与我们共同构建更加智慧、和谐、美好的未来社会。
据悉，基于一系列新技术，目前领航者2号已在实际工业场景上线应用。不仅如此，基于这种持续发育进化的策略，领航者2号未来依然可以不断从新数据中学习，适应环境变化，未来有望在头部工业企业中落地应用并得到商业上的认可。
展望未来，人形机器人作为技术与生活革新的桥梁，将不断推动人类社会向更加高级、更加文明的方向发展。
同时，作为未来生活的智慧使者，人形机器人不仅能在工业升级中扮演着关键角色，提升生产效率，优化生产流程，还能深度融合于智能家居领域，为家庭生活带来前所未有的便捷与舒适。
在这个过程中，浙江人形机器人创新中心作为全国第一梯队的人形机器人综合性创新平台，有望借助独特的技术思路与创新能力，联合上下游产业链、供应链，成长为中国的tesla人形机器人，带领中国人形机器人产业步入新时代。
想要看最新款的领航者2号机器人到底怎么样吗？机会来了！
2024世界机器人大会（WRC）将于2024年8月21日至25日在北京北人亦创国际会展中心举行，本届博览会现场会亮相20余款人形机器人整机，创历届之最。
而据机器人大讲堂获悉，本次创新中心新发布的第二代人形机器人整机NAVIAI，也将在WRC现场带来展示！
机不可失，各位感兴趣的观众朋友们，赶快安排好行程，现场一起近距离感受科技之美吧。
