央視春晚又見機器人跳舞，還是站 C 位，究竟是何方神聖？
央視春節聯歡晚會一晚上大角不少，但這六個最為“另類”。
今年央視春晚分別在江西井岡山、吉林長春和廣東深圳設立了三個分會場。其中，廣東深圳分會場主打“科技元素”，節目《青春暢想》裡“混”進了六個特別的演員——大型仿人服務機器人。
在 2 分 44 秒的節目中，站在舞臺中央的它們時而跳著富有節奏感的 Popping（震感舞），時而變換隊形，跟一眾專業舞蹈演員配合起來也不落下風。
PingWest 品玩獲知，這些機器人名字叫 Walker，是深圳企業優必選自主研發的產品， 剛剛在 2019 年的 CES 上正式亮相 ，並且入圍了展會大獎 the Best of CES 2019（2019 年國際消費類電子產品展覽會最佳產品獎）名單。
當時，它在展會現場演示了開關門、拎東西、端茶倒水、控制智慧家居裝置等技能。像春晚這樣六個 Walker 一起表演集體舞蹈，還是首次。
臺上一分鐘，臺下十年功
“2018 年 11 月初的時候，我們就開始跟導演組接觸。正式收到春晚邀約，差不多是12月。”優必選春晚專案現場負責人李超告訴 PingWest 品玩。確定上春晚後，優必選“幾乎調動了公司所有部門來配合和支援，直接或間接動用超過 100 人”。
首先要解決的是表演形式問題。“我們準備了多種不同的表演形式，包括 Walker 表演彈鋼琴、跳國標雙人舞等。”李超表示，“最終確定 6 臺 Walker 與真人集體表演舞蹈的形式，並且採用 Popping（震感舞） 融合現代舞的舞種。”
Popping 是街舞的一種，有模仿機器人的元素，通過肩膀、胸部、手臂、腿部的肌肉震動來產生效果，而現代舞是可以表達思考過程的舞蹈形式。“我們希望通過這種形式去體現機器人的智慧感。”優必選負責此次春晚機器人舞蹈編排的Walker產品經理施秋鴻告訴 PingWest 品玩。
確定表演形式後，優必選接著要解決機器人數量的問題，春晚專案Walker產品負責人謝錚說：“我們本來只計劃製作 3 臺Walker，現在要 6 臺。幸好因為是全自主研發，再加上深圳及周邊地區完善的智慧硬體供應鏈，得以加班加點多生產出了 3 臺 Walker，還預留了 2 臺備用。”
原先的研發程序也因此被迫加快。PingWest 品玩得知，春晚所需部分功能是優必選 2019 年的研發計劃，比如多臺機器人同步進行控制，以及機器人手臂和腿部的協調控制，“半年以後的工作提前壓縮到一兩個月時間完成”。
讓機器人在舞臺上實現人類舞蹈效果，並不是一件容易的事。“春晚上 Walker 所展示的舞蹈效果，涉及好幾項關鍵技術，包括伺服舵機、運動控制和步態演算法、導航等。”春晚專案 Walker 技術負責人劉益彰解釋道，“此外，多臺機器人同時跳舞還會涉及到通訊方面的改造。”
想要讓人形機器人能走能跳，伺服舵機是一個無法繞過的問題。伺服舵機對於人形機器人而言就如同人體的關節，協調著機器人的一舉一動。
2008 年起，優必選就開始研發伺服舵機，於 2012 年取得重大突破，並在 2018 年全新研發了大力矩伺服舵機。Walker 身體裡有從 2.5Nm 到 160Nm 的系列伺服舵機作為驅動單元，速度可以達到 60r/min（60 轉/分鐘）。
伺服舵機為 Walker 做出類人類舞蹈效果打下了基礎，但這還不夠。如果沒有匹配的運動控制和步態演算法，就像一個人身體很健壯，但不會打籃球、踢足球，更不會跳舞。
“得益於不斷改進的控制演算法，Walker 現在遇到地面上有一些小的凸起，都可以很好適應。有外力推動時，Walker 也能通過柔順控制調整自己的本體位置和姿態，從而可以保持自身平衡。”劉益彰表示，“這些技術都能保證 Walker 在春晚舞臺上穩定、靈活地表演。”
如果說伺服舵機和運動控制讓 Walker 能走會跳，那 U-SLAM（立體導航避障系統）就是讓 Walker 會看路避障。SLAM（同步定位和地圖構建）技術被稱作機器人的小腦，而 U-SLAM 是優必選的自主研發的系統。
這是一種基於視覺 SLAM 的定位導航方案，無需在環境中使用標記物輔助定位，從而提高了對運動物體的抗干擾能力。“在攝像頭受到噪聲、模糊、霧、低解析度等極端因素影響下，Walker 依然可以成功定位”。
“由於春晚現場舞臺考慮晚會效果是固定的，所以我們可以根據現場環境去做一些特殊的工作，來保證機器人更加穩定的定位和導航。” SLAM 技術工程師劉志超說。
此外，春晚專案還是 Walker 第一次面臨多臺同步表演的挑戰。“導演對機器人的動作和音樂的卡點非常嚴格，並且現場有各種各樣的通訊訊號干擾，對通訊要求非常高。”春晚專案電子通訊負責人丁海明對 PingWest 品玩表示。
針對現場的需求和環境，優必選在多個方面做了優化。丁海明介紹道，系統方面，採用了頻點選擇靈活、抗干擾能力強的、中長距離的無線調製解調技術方案；硬體方面，採用方向性強的發射天線，以及高功率高效能發射模組，以提高機器人片區的接收信噪比；同步軟體設計方面，採用適用於無線電傳輸的、魯棒性較強的多次同步演算法。
四年三上春晚，優必選做對了什麼？
事實上，2019 年並不是優必選機器人第一次登上春晚舞臺。
（優必選四年三上春晚回顧視訊）
2016 年春節聯歡晚會廣州分會場，540 臺優必選 Alpha 1S 為孫楠伴舞，合作表演了一曲《衝向巔峰》，向普羅大眾普及了“人形智慧機器人”這個概念。
2018 年春節聯歡晚會主會場，優必選 STEM 教育智慧程式設計機器人 Jimu 在嘉賓圓桌配著音樂跳舞，讓大眾瞭解了程式設計機器人。
今年春晚深圳分會場，優必選又用 Walker 向外界傳遞了一個理念：大型仿人服務機器人並非遙不可及。
機器人一直被譽為 “製造業皇冠頂端明珠”，大型仿人服務機器人更是一個國家機器人研究水平的標誌。美國波士頓動力從 1992 年開始相關技術的研發，至今 27 年；日本 ASIMO 從 1986 年開始相關技術研發，至今 33 年。
“我國對人形機器人的研究相對較晚，像優必選 Walker 專案是 2015 年下半年才開始立項的。”優必選 CTO 熊友軍說。
2015 年 8 月，優必選決定立項研發雙足機器人。2016 年 6 月，雙足機器人 Walker 原型機組裝完成，機身高 1.2m，重量 20kg，腿部擁有 12 個自由度。
“在該機器人上，我們先後實現了機器人的穩定靜態行走和動態行走，以及地面的全向運動、斜坡行走等步態演算法，也探索了雙足機器人在波動地形上的自平衡，力位混合控制，不平整地面行走等演算法研發。”熊友軍說。
2017 年 7 月，經過三版迭代，比較穩定的 Walker 第一代樣機實現交付。Walker 第一代高 1.35 m，重 37 kg，除雙腿 12 個自由度外，增加了頭部兩個自由度，並且具備了全新的 ID 外觀，加入螢幕、語音、燈光等眾多的互動元素。
此外，這一代產品還加入了多種感測器，使 Walker 具備定位導航、機器視覺等自主功能，實現了上下樓梯、全向行走，具備踢球、跳舞等多種互動運動能力。2018 年 CES 上，Walker 第一代正式面向大眾亮相。
2018 年 2月，Walker 新一代正式立項。Walker 不僅增加了雙臂，還全面升級了伺服關節，減小了傳動比和執行噪音，伺服精度更高，控制性能更優。並且，Walker 升級了運動控制演算法，能在複雜地形靈活行走，具備優良的自平衡能力，可以實現手眼協調操作及柔性安全互動。2019 年 CES，Walker 新一代正式公開展出。
“Walker 最出彩的地方不僅僅在於行動能力和手眼協調等潛力，更在於商業化能力。”優必選創始人兼 CEO 周劍說。
日美廠商往往選擇幾百萬美金的硬體，將機器人運動能力做得很酷炫，但很難實現商業化。周劍表示：“Walker 是在單位成本可控的平臺上研發，特別針對家庭服務需求進行了一系列技術研發，未來零售價格會在一臺普通家用中型轎車（小几十萬人民幣）價格區間內。”
短短 3 年多時間，Walker 就從一個概念到登上春晚舞臺，受到全球關注，填補了中國沒真正的大型仿人機器人空白。在周劍看來，這得益於優必選堅持硬科技自主研發，掌握了多項核心關鍵技術。
我國在智慧製造領域擁有很好的優勢，而且總體來看，中國機器人產業基本形成較完整的產業鏈條，加上物流和生產的製造生態。此外，還有富足的中高階勞動力和巨大的國內市場。
“對企業來說，更重要的是如何將這些優勢落地。”周劍說。智慧硬體創業者需要從技術創新到商業智慧的全要素支援。在深圳，已經有華為在通訊領域、大疆在無人機領域實現了超越。
如今，人工智慧和機器人的結合為中國企業帶來新的機遇，而“四年三上春晚”的優必選，已經通過實際成果證明了，自己憑藉著紮實的技術研發把握住了機會。外媒 The Robot Report 選出 2019 年值得期待的 10 大機器人組織，就包括優必選。與其並列的，還有亞馬遜、Boston Dynamics、Facebook、哈佛、微軟、英偉達等知名企業/機構。
熊友軍告訴 PingWest 品玩，將來會進一步提升 Walker 的行走速度和穩定性，增強操作的靈活度和安全型，強化 AI 感知和決策能力。“Walker 最終的落地方向和目標是家庭場景，在這之前會先推出 Walker 的科研版本，和合作夥伴一同提升效能，讓它早日走進千家萬戶”。
附視訊：Walker 上 2019 春晚幕後故事