优必选大型仿人服务机器人 Walker X 的核心技术突破

2021 年 WAIC 上首发的优必选大型仿人服务机器人 Walker X，在步态规划与控制、柔顺力控、全身运动规划、视觉定位导航、视觉感知、全链路语音交互等核心技术方面进行了重点升级。

本文深入挖掘了优必选 Walker X 在步态规划与控制、视觉定位导航、全链路语音交互等核心技术领域的突破，并对中国人形服务机器人的商业化前景做了深度前瞻。

01.

五年四次迭代，AI、机器人硬核技术研发开启加速模式

今天机器人在我们的生活中已经并不少见，但有手有脚、能走能跳的人形服务机器人却并不多。

Walker 系列则是中国机器人厂商在世界范围该领域的一个代表性产品。这次在 WAIC 上亮相的 Walker X，已经是该系列产品从 2016 年开始研发至今的第四次大迭代。

优必选 Walker 系列历代产品

对于人形服务机器人来说，其最核心的能力主要在于能够灵活运动，同时足够“聪明”。Walker X 相比上一代，在这两方面都有明显升级。

比如在运动能力方面，Walker X 通过降低身高，减轻体重增加了稳定性和灵活性，最大行走速度提升至 3 公里每小时，还可以在行走过程中承受外部冲击时保持平衡，甚至单脚承受冲击后依然可以保持平衡。

Walker X 这次采用了六自由度手掌，每个手指自带力传感器，同时手臂的操作速度提速 40%，手臂操作空间增大 50%。也就是说，机器人用这双手干活变得更“麻利”了。

值得一提的是，机器人的头部、手掌、电池都可以快速拆卸和组装，实现了“模块化”。这一方面降低了使用和维护成本；另一方面也为产业化及大批量制造打好了基础。

那么 Walker X 是否变得更“聪明”了呢？在导航避障方面，Walker X 搭载了优必选科技自主研发的基于多传感器的三维立体视觉定位系统，支持 2.5D 避障，同时通过 Coarse-to-fine 多层规划算法，实现自动规划全局最优路径。

通过深度学习算法，Walker X 可以同时检测出物体的类别和空间位姿，从而完成更加复杂的抓取动作。

当然，通过面部识别、手势识别，Walker X 也可以更好地跟人进行交互。同时通过视觉、听觉、触觉等多种感知能力，它可以更生动、更自然地交流沟通，更有“感情”。

在这一系列升级的背后，可以清晰地看到一条主线，就是优必选科技在提升人形服务机器人的实际服务能力，从而提升商业化的能力。

不论是更强的环境运动适应能力、可定制化的硬件，还是软件层面更加智能的算法、更加拟人的交互体验，优必选科技都在把 Walker X 做成一个更成熟的产品，针对商业化落地中可能面对的各种挑战，做针对性升级调整。

其实优必选科技从成立之初，就是向着商业化落地去设计和研发产品的，想做的从来不是一个实验室里的 DEMO。

可能也正是因为一直坚持着这样的理念，才让 Walker 系列在人形服务机器人领域，走在了实际落地应用的前列。

目前在一些科技馆中，Walker 机器人已经可以承担讲解员的工作，也会参加一些商业演出、场景化演示等活动。在央视春节联欢晚会和深圳特区 40 周年晚会中，也多次登台亮相，展示了自己的“舞蹈才艺”。

2020 年 7 月，优必选 Walker 第二代在杭州市余杭区人工智能教育基地上岗，担任“智能接待大使”，还展示了多项智能家庭服务。

2021 年 10 月，Walker X 作为中国科技创新的代表在迪拜世博会中国馆担任“智能导览讲解员”，这既是对优必选科技技术和产品的认可，但更是一种责任。

在这些应用案例的背后，是优必选科技在一步步接近自己的理想。

对于优必选科技来说，做好人形服务机器人是一直的梦想。而让人形服务机器人最终走入家庭则是终极目标。

现在 AIoT 市场火爆，所有人都在找寻未来智能家庭的控制中枢产品，在优必选科技看来，人形服务机器人也许是智能家居场景中智能硬件产品的新一代形态。

目前服务机器人市场玩家不少，产品也很多，但大多数机器人仍然只有“机器”属性十分突出，只是一个“工具”，而作为人形服务机器人，甚至成为朋友和伴侣，就要具备更多“人的智能”。

机器人应该具有两个属性：机器的属性和人的属性。机器的属性是机器人能够完成人类的一些具体工作。但我们认为更重要的是人的属性，人的属性就是它应具有“人的智能”，包括感知智能、认知智能、运动智能三个方面。

为了实现 Walker 机器人走入家庭的终极目标，优必选科技一直在优化 Walker 系列，提升其完成工作的能力，让其具备更多人的智能。

当然，欲戴皇冠必承其重。人形服务机器人作为机器人产业中的一颗明珠，是大家努力追求的方向，但同样也是技术复杂度最高、实现起来最难的。

02.

千人研发团队、六大核心技术，内外联纵加速商业化落地

虽然人形服务机器人的商业化道路充满挑战，但经过优必选科技五年持续投入，Walker X 在人形服务机器人市场中脱颖而出，成为与商业化落地贴近最密切的一个，而这与产品背后优必选科技的研发基础和技术实力紧密相关。

目前优必选科技研发团队占比超过一半，团队规模超过 1000 人，核心研发团队包括科研、算法、工程、应用四个层次，专利布局数量超过 2600 件。

在技术研发层面，优必选科技主要聚焦于高性能伺服驱动器、运动控制算法等机器人技术，计算机视觉、语音等 AI 技术，SLAM 导航、手眼协调等集成技术，以及机器人操作系统应用框架 ROSA。

目前仅 Walker X 就已获得数百项授权专利，例如伺服关节、灵巧手、关键结构等硬件系统，以及步态规划、平衡控制、三维感知、定位导航、视觉检测等控制感知算法。

基于自身的技术积累以及成熟的机器人产品，优必选科技也形成了自己的人形服务机器人研发平台，Walker X 已经具有完整的软硬件一体化的科研平台，能提供伺服层、运动层、应用层等多层次机器人控制接口，同时提供多平台仿真模型和上位机软件。

借助这一平台，研发人员可以实现从从底层硬件到上层模块的深入开发、从仿真平台到实物机器人的无缝迁移，配合上位机软件，更便捷地管理维护机器人、控制机器人完成一些基础的 DEMO。

对于优必选科技来说，Walker 系列就是优必选科技产品之树的“树干”，而公司其他产品则作为“树枝”，Walker 系列的技术研发可以为这些枝干提供养分。

虽然今天人形服务机器人还没有走入家庭中，但 Walker 系列的研发的意义之一，就在于研发前沿技术可以支撑公司其他产品更好地应用落地。

现在优必选科技的人形服务机器人平台已经拉动了不少商用机器人技术的发展，比如用于人工智能教育领域的悟空机器人、用于智慧物流场景的 AMR 智能移动机器人等等，这些产品让优必选科技积累了很多商业化落地经验。

▲优必选智能教育机器人悟空

就连今年登上央视春晚舞台的拓荒牛四足机器人等产品，都用到了 Walker 的相关研发成果。

除了实现自身的技术生态内循环，优必选科技也面向高校及科研机构免费开放了 ROSA、语音和视觉技术相关平台，希望这些平台可以更好的赋能高校及各类研究机构，推动人工智能和机器人产业的发展。

这些动作都是优必选科技在坚持自己的理念，希望通过技术迭代推动商业化发展，而商业化发展又会反哺技术进步，从而形成良性循环，推动行业整体发展。

今天，得益于类似 Walker 这样的开放平台，老师和学生们的很多技术都可以快速验证，他们很快就能知道自己的方案是否稳定、可行，是否具有技术先进性。这些平台能力都在推动技术更快地落地。

目前优必选科技与卡耐基梅隆大学、清华大学、华中科技大学、华南理工大学等科研团队合作，探索了不少大型仿人服务机器人的前沿课题。

▲优必选科技与卡耐基梅隆大学合作项目的研讨现场

校企合作的优势也很明显，高校和研究机构有专业的人才，而企业更接近市场，更了解真正的需求是什么。人形服务机器人涉及技术领域繁多，人才培养耗时很长，产研结合则可以缩短这一培养时间，提升人才建设效率。

优必选科技一直坚持围绕产业链布局创新链，同时围绕创新链布局产业链，因为产业和创新是密不可分的。

03.

产业链合力已形成，服务机器人迎来十年黄金发展期

优必选科技一直把做出优秀的人形服务机器人当成梦想，并对此充满信心。未来十年，将是智能服务机器人发展的黄金十年。

近年来，AI 和机器人相关技术，比如语音交互和视觉导航，都发展迅速；同时机器人核心部件成本也在快速降低，如导航，激光传感器、视觉传感器，驱动部件等等。

当下机器人领域的产业化程度越来越好，上下游产业链逐渐完善，形成合力，这是非常重要的。尤其是在中国市场有着最完善的产业链。这背后也是国家对机器人产业发展的重视及政策支持。

现在机器人市场规模越来越大，疫情期间，AI 在各产业中的渗透逐渐加速。

随着各类智能家居产品涌入人们的生活，大家开始对 AI 和各类智能设备更加熟悉。中国有着巨大的消费市场，而市场中消费者对于机器人产品的接受程度也越来越高。

人工智能和机器人产业充满了无限遐想空间，潜力是巨大的，但发展也一定是充满荆棘坎坷的。而优必选科技会持续做下去，坚持一定会有收获。

04.

结语：人形服务机器人未来可期

从曾经生硬的肢体动作、机械的对话，到今天上楼梯、倒果汁、捶背按摩，甚至是理解人类的情感，机器人逐渐从“机器”具备了更多“人”的属性。

Walker X 作为中国首款可商业化的大型仿人服务机器人，在运动能力和人工智能能力两大方面进一步升级，甚至具备了走入家庭，成为我们的“朋友”、“管家”商业化潜力。

作为国内人形机器人领域的行业龙头，在巩固自身技术优势之外，我们也进一步开放能力，希望能够带动产业的整体发展。

当然，更多的机遇和挑战也摆在了我们面前，继智能手机之后，人形服务机器人是否会成为下一代人机交互的核心，中国人工智能和机器人企业又能带来怎样的惊喜？未来值得期待。