文章|玄窗直立行走让人类摆脱了森林的束缚，开始使用和制造工具。
这是人类智力进化的结果。
因此，双脚直立也被视为区分人类与其他动物的重要标志。
但从平衡的角度来看，两条腿站立比四条腿行走困难得多，那么为什么人类还要花那么多精力研究双足机器人呢？有人回答：“要像人一样。
”这是因为现代城市环境是由人类构建的，而发展机器人的目的就是取代人类的重复劳动，所以“像人类一样”对于机器人来说非常重要。
然而，所谓“像人”并不意味着“看起来像”那么简单。
更多的是希望机器人能够代替人类完成繁重、危险等任务，甚至比人类做得更好。
虽然目前很多机器人被应用于工业生产和生活服务中，但其移动能力确实难以恭维。
然而，人们并没有放弃对“类人”机器人的追求。
许多公司也在努力让机器人学会两条腿走路。
最知名的是波士顿动力公司的 Atlas 和本田公司的 Asimo。
前者因其出色的机动性而迅速流行起来。
受欢迎的机器人。
智东深入双足机器人产业链，仔细研究发现，涉足双足机器人领域的龙头企业已经有14家，相关研究机构也已经有十几家。
尤其值得关注的是，其中，有不少中国企业和研究机构，位于机器人研究金字塔顶端的双足机器人玩家有何计划，中国玩家扮演什么角色？这篇文章会给你一个清晰的概念。
1、“走”的瓶颈在哪里？从某种程度上来说，“类人”是一个仿生概念，而机器人的名字中就有“人”字，自然导致不少研究人员走上了双足机器人研究的道路。
然而，目前市场上的机器人，无论是四足或多足，其运动能力仍然是一个很大的问题，更不用说双足机器人了。
那么问题出在哪里呢？是什么限制了机器人的“两条腿”？从原理上看，双足机器人的行走问题可以简化为通过各种传感器获取机器人的姿态和重心变换的数据，然后计算出合理有效的运动指令，然后反馈并再次计算。
这样想的话，即使运动环境的模糊性比较高，也不会像现在这样笨拙。
现实情况是，人类行走是一个多关节的动作。
因此，目前市场上的机器人大多采用舵机来模拟人体关节，并采用铝合金或其他轻质高硬度的材料来制作机器人的结构件，与人体关节类似。
骨骼支撑整个机器人。
机器人的顶板和脚板采用轻质、坚固的材料制成，模拟人体胯部和脚底，支撑机器人的行走和稳定性。
舵机由芯片控制，进而控制整个关节的活动，从而可以调整步数、速度和幅度。
这既包括设计和材料等硬件问题，也包括算法等软件限制。
在硬件研发方面，整个行业的迭代速度太慢。
由于双足机器人从结构设计到组装调试需要较长的开发周期，且成本较高，硬件不可能像软件那样。
程序编写完成后，可以直接运行并得到及时的反馈。
当然，最核心的问题是具体的技术细节，比如精确的力控制，这些都由一些顶级硬件厂商掌控，他们不会像软件一样开源。
小公司缺乏资金和实力，无法进行大投资。
加大研发力度，这也限制了行业的整体发展。
在软件算法方面，最大的制约是人类仍然不了解行走的最基本原理，这就像人类不了解人脑的工作原理一样。
在算法方面，目前业界的做法是对复杂的行走问题进行抽象，提取出相对简单的模型，例如Asimo的线性倒立摆和Cassie的弹簧质量模型，然后基于简单模型的分析生成行走步态。
映射回双足机器人。
但这种做法显然只是针对复杂系统的特殊解决方案，并不能应对任何情况。
2、巨头领跑，“双足”成为热门话题。
从全球机器人研究和市场状况来看，美国和日本具有绝对实力，可以代表国际先进水平。
在双足机器人的研究上，他们也处于领先地位。
美国和日本的研究成果最为显着，但中国的双足机器人和中国的机器人市场一样，才刚刚起步。
说到机动性最强的双足机器人，有人一定会说是波士顿动力公司的Atlas。
该机器人是波士顿早期 Petman 的迭代，最初设计用于模拟现实条件下士兵穿着防护服的效果。
那时，佩特曼已经具备了平衡自己、自由行走、弯曲身体的能力。
他甚至能够在接触化学制剂的手术车间里进行各种对化学防护服施加压力的健美操。
随后，波士顿动力公司不断改进机器人的运动能力，在Petman的基础上开发出了Atlas机器人。
前段时间在网上进行了后空翻的Atlas，其实已经是第三代产品了，经历了三次迭代。
它身体和腿部内部的传感器可以收集姿势数据以保持身体平衡。
现在Atlas不仅可以在雪地等复杂路面上行走，还可以稳定地做后空翻，运动性能非常优越。
日本在机器人运动能力方面也不甘示弱。
本田去年推出的Asimo在移动性方面非常灵活。
其行走速度可达9公里/小时。
早期的机器人如果在直线行走时突然转弯，就必须先停下来暂停，看起来非常笨拙。
阿西莫更加灵活。
它可以实时预测下一步动作并提前改变重心，从而可以自由行走。
它不仅可以做出8字形行走、走下台阶、弯腰等“复杂”动作，还可以握手、挥手，甚至随着音乐跳舞。
因此，阿西莫也被认为是世界上第一个能够双足行走的人形机器人。
2017年，俄勒冈州立大学的一个研究团队宣布推出一款名为Cassie的新型步行机器人。
只是下半身和反向关节的设计让Cassie看起来就像一只无头鸵鸟。
虽然手指纤细，但卡西的脚步却很稳健，因此她赢得了美国国防高级研究计划局（DARPA）的青睐，该局为团队提供了1万美元的研究经费。
现在，Cassie 的研发团队已经从俄勒冈州立大学剥离出来，成立了自己的机器人公司 Agility Robotics，该公司最近获得了 10,000 美元的融资。
国内双足机器人的研究主要以学术团体为主，开展双足机器人研究的机器人公司并不多。
在年初的 CES 上，UBTECH 推出了一款名为 Walker 的双足机器人。
从名字就可以看出，这款产品主打步行能力。
Walker身高1.3m，有两条自由度很高的腿。
他可以上下楼梯、向各个方向行走，并具有踢足球、跳舞等多种互动运动能力。
成立于2007年的钢铁侠科技也是国内双足机器人研发的典型代表。
其研发团队来自中国科学院和航空航天研究所。
在2019年世界机器人大会（WRC）上，钢铁侠科技展出了ART Biped。
大型仿人机器人受到国务院副总理刘延东、马凯接见。
总体而言，大型双足人形机器人的风头一直被海外公司和研究机构占据。
在中国，主要以项目研究为主，在商业化领域的动作很少。
美国波士顿动力公司、日本本田公司等公司都不遗余力地花钱搞“人形机器人”项目。
现阶段，仿人机器人的应用场景主要集中在军事、航空航天等行业。
在消费市场，将大机身小型化是一个不错的选择。
桌面人形机器人NAO在科研领域非常受欢迎。
其法国机器人公司Aldebaran被软银收购；国产Alpha系列机器人助力优必选迈入独角兽行列。
在研究方面，美国和日本对双足机器人的研究起步较早。
目前，机器人的稳定性已不再是问题，主要研究是提高运动速度。
例如，卡内基梅隆大学国家机器人工程中心开发了一种名为“Chimp”的黑猩猩机器人，可以行走、爬梯子甚至驾驶，可用于灾后救援。
双足机器人的研究在国内也很热门。
浙江大学熊荣教授曾带领团队研制出“悟”和“空”两款双足机器人。
他们的团队还在今年2月份开发了四足机器人“绝影”。
另外，北京大学工学院、哈尔滨工业大学、北京理工大学等国内知名大学都有团队进行双足机器人的研究。
目前，国际上双足机器人的研究主要集中在跨足机器人领域。
水平跳跃的难点在于如何调整机器人的重心，使其能够跨越很长的距离而不摔倒。
还需要考虑如何以涵道风扇最小的推力顺利完成水平跨越障碍物的动作，IEEE Spectrum官网近日公布了自动化部副主任黄志峰团队的一项新成果。
广东工业大学自动化学院他们研发了一款名为Jet-HR1的双足机器人，它拥有涵道风扇，可以调节自身重力来保持平衡，甚至可以作为“马”来克服大型物体。
障碍。
3、科研、展览馆成为市场主要方向。
从目前双足机器人的研究现状和市场前景来看，NAO、UBTECH Alpha等小型双足机器人主打儿童市场的陪伴和娱乐，“跳舞”成为其主要特点之一。
对于大型双足机器人，目前市场上的表现主要是在高校、科研院所、科技馆等场景，服务于其研究、教育、展示。
无论是完善的技术研发、复杂的供应链管控，还是强大的资金支持，双足机器人领域都有极高的门槛。
它不仅需要电机、双足等复杂的机械控制系统，还需要环境感知和行动规划等能力，因此大型双足机器人的研发需要大量的资金支持。
大多数双足机器人都是仿人机器人，并以仿人机器人为主要形式。
像Agility Robotics这样只生产半身双足机器人的公司并不多。
Agility Robotics表示，正在考虑将物流和快递运输作为其主要实施场景。
智洞智此前采访钢铁侠科技研发团队了解到，目前大型双足机器人的落地方向主要是科研机构和技术展厅。
那么为什么双足机器人不把服务机器人作为落地的重要方向呢？ ？首先，前两年服务机器人市场非常火爆。
各地出现了很多引人注目的机器人餐厅，银行、酒店等也出现了不少引导客人的机器人，从形式上看，大多是轮式机器人。
原因在于，一方面，轮式机器人比双足机器人开发难度更低、成本更低，因此众多小玩家涌入，市场规模扩大；另一方面，目前市场对机器人的需求尚未达到刚性需求的水平。
对于交互要求极高的服务机器人，目前的智能化发展还不能满足要求。
因此，即使是价格较低的轮式机器人在服务机器人市场上都还有待探索，更不用说双足机器人了。
那么，有必要开发双足机器人吗？答案是肯定的。
毫无疑问，人形和人形双足机器人一定是机器人的终极形态。
目前的研发正在一步步铺路。
虽然目前的双足机器人还处于“看似有用但没有用”的尴尬阶段，但其对科学研究的价值非常重要。
同时，科研院所和科技展厅也在一定程度上形成了双足机器人的现有市场格局。
随着国内科技热潮的兴起，双足机器人在“中端颜值”方面也有着非常好的优势。
市场前景。
结论：腿式机器人的商业化还有很长的路要走。
无论是像波士顿动力大狗这样具有强大稳定性和动力系统的四足机器人，还是像Atlas这样的双足机器人，尽管其科研成果已经取得了不错的进展，但在实现这一目标的道路上还有很长的路要走。
商业化。
最突出的问题是足式机器人对机动性的要求极高。
目前，机器人一般采用舵机来模拟关节。
伺服系统越多，成本就越高。
这也使得足式机器人的开发成本更高。
。
同时，由于腿式机器人的开发思路不同，技术壁垒相对较高。
从全球市场来看，腿式机器人因其具有类人、仿生的跟踪功能而受到研究领域研究者的青睐。
从市场方向来看，服务机器人的方向被价格较低的轮式机器人占据。
小型足式机器人由于机动性强，仍可用于娱乐机器人领域，但大型足式机器人只能用于科技展厅。
等场景作为一种“装饰”。
因此，整个行业迫切需要转变研究思路，增强行动能力，同时将成本控制在市场可接受的范围内。
从国内外研究对比来看，美国、日本等工业强国在研发上投入的时间和投入均高于国内。
虽然足式机器人短期内无法爆发应用，但作为机器人的终极形态，我国足式机器人研究仍需缩小与世界领先者的差距，为未来智能机器人的发展打下良好的基础。