北京,[日期] – 在具身智能领域对大数据和大模型的需求日益增长的背景下,北京银河通用机器人有限公司(以下简称“银河通用”)与清华大学联合发布了业内首款开源人形机器人全身遥操作系统——OpenWBT。该系统旨在解决行业内长期存在的稳定人形机器人全身遥操作与数据采集方案的缺失问题,为人形机器人真正步入大数据、大模型时代奠定坚实基础。

OpenWBT系统的发布,标志着人形机器人技术发展的一个重要里程碑。该系统不仅支持多机型,实现了跨虚实环境的操作,更重要的是,它极大地降低了部署难度,即使是新手也能在数小时内完成部署,并以接近日常人类工作空间的方式,高效采集人形机器人全空间操作数据。这为打造具备操作智能的人形机器人提供了强大的数据支撑,有望加速具身智能技术的创新与应用。

背景:具身智能与大数据、大模型的融合

近年来,具身智能(Embodied Intelligence)已成为人工智能领域的研究热点。它强调智能体与物理世界的交互,通过感知、决策和行动,在真实环境中完成各种任务。人形机器人作为具身智能的重要载体,受到了学术界和产业界的广泛关注。

大数据和大模型是实现具身智能的关键技术。通过海量数据的训练,大模型能够学习到复杂的环境特征和任务规律,从而使人形机器人具备更强的感知、理解和决策能力。然而,目前行业内一直缺乏稳定、高效的数据采集方案,限制了人形机器人与大数据、大模型的深度融合。

传统的机器人数据采集方法往往依赖于预编程或示教学习,这些方法存在泛化能力差、适应性弱等问题。而全身遥操作是一种更为灵活、高效的数据采集方式。通过操作者远程控制人形机器人,可以模拟各种复杂的操作场景,采集到高质量的数据。

然而,现有的人形机器人遥操作系统往往存在部署复杂、成本高昂、兼容性差等问题,难以满足大规模数据采集的需求。因此,开发一款易于部署、兼容性强、成本低廉的开源人形机器人全身遥操作系统,成为行业亟需解决的问题。

OpenWBT:突破行业瓶颈,赋能人形机器人数据采集

银河通用与清华大学联合开发的OpenWBT系统,正是为了解决上述行业痛点而诞生的。该系统具有以下显著特点:

  • 全开源: OpenWBT系统采用全开源模式,允许用户自由使用、修改和分发,降低了使用门槛,促进了技术交流与合作。
  • 多机型支持: OpenWBT系统支持多种主流人形机器人平台,具有良好的兼容性,方便用户在不同机器人平台上进行数据采集和算法验证。
  • 跨虚实环境: OpenWBT系统不仅支持在真实环境中进行遥操作,还支持在虚拟环境中进行仿真操作,降低了实验风险和成本。
  • 快速部署: OpenWBT系统采用模块化设计,简化了部署流程,即使是新手也能在数小时内完成部署,大大提高了数据采集效率。
  • 高效数据采集: OpenWBT系统提供了接近日常人类工作空间的操作方式,操作者可以直观地控制人形机器人完成各种复杂任务,高效采集高质量的数据。

OpenWBT系统的核心优势在于其能够以一种更自然、更高效的方式采集人形机器人的全身运动数据。通过远程操作,研究人员可以让人形机器人执行各种复杂的任务,例如抓取物体、组装零件、搬运物品等。这些数据可以用于训练人形机器人的运动控制模型、行为规划模型和任务理解模型,从而提高人形机器人的智能化水平。

此外,OpenWBT系统还支持数据增强技术,例如添加噪声、改变视角、调整光照等,从而增加数据的多样性和鲁棒性。这有助于提高人形机器人在复杂环境中的适应能力和泛化能力。

技术细节:OpenWBT系统的关键组件

OpenWBT系统主要由以下几个关键组件构成:

  • 遥操作界面: 遥操作界面是操作者与人形机器人进行交互的桥梁。OpenWBT系统提供了一个直观、易用的遥操作界面,操作者可以通过鼠标、键盘、手柄等设备控制人形机器人的运动。
  • 运动捕捉系统: 运动捕捉系统用于实时跟踪操作者的运动,并将运动数据传输给人形机器人。OpenWBT系统支持多种运动捕捉系统,例如惯性测量单元(IMU)、光学运动捕捉系统等。
  • 机器人控制系统: 机器人控制系统负责将操作者的运动指令转换为人形机器人的关节控制指令。OpenWBT系统提供了一套完整的机器人控制算法,包括运动学逆解、动力学控制、力位混合控制等。
  • 数据采集系统: 数据采集系统负责记录人形机器人的运动数据、力矩数据、视觉数据等。OpenWBT系统支持多种数据格式,方便用户进行后续的数据处理和分析。
  • 虚拟环境仿真系统: 虚拟环境仿真系统用于模拟真实环境,方便用户在虚拟环境中进行遥操作和数据采集。OpenWBT系统集成了流行的机器人仿真软件,例如Gazebo、V-REP等。

这些组件协同工作,构成了一个完整的人形机器人全身遥操作系统,为用户提供了强大的数据采集和算法验证平台。

论文解读:Unleashing Humanoid Reaching Potential via Real-world-Ready Skill Space

与OpenWBT系统同步发布的还有一篇题为“Unleashing Humanoid Reaching Potential via Real-world-Ready Skill Space”的学术论文。该论文详细介绍了OpenWBT系统的设计原理和实验结果,并提出了一种基于技能空间的人形机器人运动控制方法。

论文指出,传统的人形机器人运动控制方法往往存在计算复杂度高、实时性差等问题,难以满足复杂任务的需求。为了解决这个问题,论文提出了一种基于技能空间的运动控制方法。该方法将人形机器人的运动分解为一系列基本的技能,例如伸手、抓取、放置等。通过组合这些基本技能,可以实现各种复杂的任务。

论文作者通过大量的实验验证了该方法的有效性。实验结果表明,基于技能空间的运动控制方法能够显著提高人形机器人的运动效率和鲁棒性。

该论文的共同第一作者为清华大学学生张智楷、薛晗,银河通用研究团队成员陈超,指导老师为清华大学助理教授弋力与北京大学助理教授王鹤。该研究成果的发表,进一步证明了OpenWBT系统的学术价值和应用前景。

行业影响:加速具身智能的产业化进程

OpenWBT系统的发布,有望对人形机器人行业产生深远的影响。

  • 降低研发门槛: OpenWBT系统的开源模式降低了人形机器人研发的门槛,使得更多的研究人员和企业可以参与到人形机器人的研究和开发中来。
  • 加速数据积累: OpenWBT系统的高效数据采集能力加速了人形机器人数据的积累,为大模型训练提供了充足的数据支撑。
  • 促进技术创新: OpenWBT系统的跨虚实环境操作能力促进了人形机器人技术的创新,使得研究人员可以在虚拟环境中进行各种实验,降低了实验风险和成本。
  • 推动产业应用: OpenWBT系统的易于部署和兼容性强的特点推动了人形机器人在各个领域的应用,例如工业制造、医疗康复、家庭服务等。

银河通用表示,未来将继续与清华大学等高校和科研机构合作,不断完善OpenWBT系统,并将其推广到更多的应用领域。银河通用希望通过OpenWBT系统,为人形机器人行业的发展贡献力量,加速具身智能的产业化进程。

未来展望:人形机器人与人工智能的深度融合

OpenWBT系统的发布,仅仅是人形机器人技术发展的一个起点。随着人工智能技术的不断进步,人形机器人将与大数据、大模型、云计算等技术深度融合,实现更高级别的智能化。

未来的人形机器人将具备更强的感知能力,能够准确地识别环境中的物体、人物和事件。它们将具备更强的理解能力,能够理解人类的语言、意图和情感。它们将具备更强的决策能力,能够自主地规划任务、制定策略和执行行动。

人形机器人将在各个领域发挥越来越重要的作用。在工业制造领域,它们可以代替人类完成重复性、危险性的工作,提高生产效率和安全性。在医疗康复领域,它们可以帮助患者进行康复训练,提高生活质量。在家庭服务领域,它们可以照顾老人、陪伴儿童,提供便捷的生活服务。

然而,人形机器人的发展也面临着一些挑战。例如,如何提高人形机器人的安全性、可靠性和稳定性?如何解决人形机器人的伦理问题和社会问题?这些问题需要学术界、产业界和政府共同努力,才能找到合适的解决方案。

OpenWBT系统的发布,为解决这些问题提供了一个新的思路。通过开源、合作和创新,我们可以共同推动人形机器人技术的发展,让人形机器人真正成为人类的助手和伙伴。

参考文献


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