除此之外，Walker X 還原生內建了超過 28 種情緒體系，支援喜怒哀樂等情緒表達及機器人狀態展示。
對於健全的人類來說，上述活動幾乎都像呼吸一樣自然、簡單，但要想把這些技能複製到機器人身上，難度是普通人難以想象的。目前，Walker X 已獲得數百項授權專利，覆蓋伺服關節、靈巧手、關鍵結構等硬體系統，以及步態規劃、平衡控制、三維感知、定位導航、視覺檢測等控制感知演算法。 為了進一步瞭解 Walker 背後的技術，機器之心採訪了優必選科技 CTO 熊友軍博士。在採訪中，他不僅介紹了 Walker X 的技術難點、落地情況，還聊了聊他們做仿人機器人的初衷以及相應的科研合作思路。 Walker X 的打造難在哪兒？ 如何站穩、走穩？ 要打造一款仿人機器人，良好的運動控制能力是最基本的。如果這方面做不好，機器人很容易在運動過程中摔倒。 與上一代 Walker 機器人相比，新一代 Walker X 可以走得更快、更穩，最大行走速度提升到 3 公里 / 小時，能適應斜坡、樓梯等結構化地形和地磚、厚地毯、草坪、碎石等不平整地面，還能背上 10 千克的重物或雙手負載 3 千克重物行走。如果在行走或單腿站立時承受外部衝擊，Walker X 也能保持平衡。這背後離不開步態規劃與控制等能力的升級。
熊博士介紹說，為了實現 Walker X 的快速行走，他們透過虛擬本體激勵軌跡、足腰協調類人步態、擺動腿運動軌跡最佳化等演算法提高了它的平衡能力，伺服硬體的效能也得以充分發揮。 在不平整地面上行走則涉及全新的腳掌姿態控制演算法。該演算法可以讓機器人的腳掌像人一樣，在接觸障礙物的瞬間具備柔性自適應能力，又能在腳掌完全接觸地面後提供足夠的支撐來保證機器人穩定。
此外，由於 Walker X 的定位是一款家用服務機器人，與人類相處時受到外部衝擊也是在所難免。為了抵抗衝擊，研究人員採用了全身動量控制方案來提高 Walker X 單腿站立時的穩定性，還採用了落足點調整、柔順控制與姿態控制等多種策略和方法來確保其行走過程中的抗衝擊能力。
如何感知外部環境？ 要想在現實世界中不摔跤，光會走肯定是不夠的，還得學會「看路」，即導航和避障。為了讓 Walker X 具備這項能力，研發人員採用了 Coarse-to-fine 的多層規劃演算法和基於多目視覺感測器的三維立體視覺定位，前者可以幫助機器人自動選擇全域性最優路徑，後者則支援 2.5D 避障，能以二維避障的算力獲得三維避障的效果。
在物體識別與檢測方面，演算法不僅需要知道目標物體（此處是瓶裝水）的類別，還需要知道其位置座標，然後讓機器人依據這些資訊進行抓取等操作。通常來講，服務機器人的物體識別演算法需要識別數百類物體，而且類別之間的數量是極度不均衡的。因此，研究人員透過計算每一類物體的有效樣本數量來解決類別之間的數量不均衡問題。此外，該演算法還用了共存歸一化指數函式來解決一個物體具有多個標籤的難題。目前，Walker X 已經實現了百餘種未建模日常物體在多種環境下的穩定識別。 在得到目標物體（瓶裝水）的類別、座標等資訊後，機器人就要執行下一步的抓取、開瓶蓋、倒水等操作了，這些動作都考驗著它的手眼協調能力。以抓取為例，為了做好這個簡單的工作，機器人需要知道最佳抓握點在哪裡、每個關節要扭轉多少度、所需的抓握力有多大、抓取過程中如何避開障礙物等。為了保證抓取的可靠性，研究人員採用了基於資料驅動的抓取規劃正規化，透過物理模擬環境生成未建模物體的抓取資料並訓練抓取預測深度神經網路。目前，Walker X 已經實現了指定物體抓取、足腿移動抓取、全身協調抓取規劃等針對仿人機器人特點開發的抓取功能。
如何表達情感？ 如果說讓機器人幹活專注的是「機器」二字，那麼情感方面的研究則更加關注機器人「人」的屬性，用熊博士的話來說就是「希望機器人有更多的智慧和親和力，希望它跟人的互動更加親切自然。」這就需要賦予機器人一定的情感互動能力。 Walker X 有一套全新升級的多模態互動系統，可以實現視、聽、觸、環境多通道感知。它還內建了原生 28 + 機器人情緒體系和四維燈語體系，可以主動與人互動，與使用者建立共情。
