随着最后一枚瓶盖被机器人稳稳撬起,第二届世界人形机器人运动会场景赛灵巧手专项赛落下帷幕。电动工具装配、粉末称量、积木搭建、钉钉固定、开瓶撬盖、拆箱拆包、镊子夹豆、线缆连接8个小项冠军各归其主。8月25日,多个获奖赛队登上领奖台。本届赛事中,全自主参赛水平明显提升,精细的“手艺活”成为各队比拼焦点,每一只灵巧手拼的都是0.1毫米的精细。
8月23日晚,第二届世界人形机器人运动会,灵巧手专项赛(镊子夹豆)。
金牌背后的“毫厘之争”
在电动工具装配项目领奖台上,来自灵心巧手赛队的“95后”算法工程师王镆涵与队友陈国栋一同登台,胸前挂着闪亮的金牌。这次,他们选择挑战难度更高的全自主参赛。
8月23日晚,第二届世界人形机器人运动会,灵巧手专项赛(电动工具装配)。
“这次我们全自主参赛,也是前三获奖队伍中唯一全自主参赛的。”王镆涵说。该项目要求机器人取出电动螺丝刀,将预设于钢板螺丝孔内的标准螺丝依次拧紧。“螺丝钉非常小,对精准性要求非常高。”
机器人全自主拧紧细小的螺丝,难度远超想象。
首先面临的是视觉关。王镆涵回忆,预赛时没有充分考虑场馆灯光影响,成绩不是特别理想。之后一周,团队没睡过几个整觉,不断训练视觉算法、积累数据。针对赛场灯光频闪、明暗骤变、强光干扰等复杂情况,他们迭代优化感知预处理模块。决赛中,即使关闭场地主光源、仅靠设备自带补光,机器人也能独立完成装配。
第二关是精准定位,要机器人自己把电动螺丝刀头对准螺丝钉上的凹槽,对精度要求非常苛刻,输赢就在毫厘之间。团队通过优化视觉对位算法,成功将定位精度控制在0.1毫米以内。
第三关则是力控关。“人类知道螺丝拧到拧不动就行了,但如何让机器人知道?这很关键。”陈国栋介绍,团队搭建了力矩实时调节闭环,精准把控拧紧力度,规避滑丝、装配松动、设备损坏等问题;同时搭载螺丝姿态异常检测模块,自主识别工件倾斜、螺钉歪斜等异常工况并及时修正。
最终,灵心巧手战队的机器人在全自主状态下夺得金牌,领先第二名8分。
以赛促研一周时间成绩翻倍
领奖台上,不光站着企业算法工程师,也站着脸庞稚嫩的大学生。
禤名翠是北京交通大学自动化专业大二学生,来自广西。这个暑假她没有回家,而是选择留在学校专心备赛。比赛现场的一平方米“舞台”上,她细心地操作机械臂,远程遥操机器人拾取镊子,精准夹取豆子挪动。这不仅对算法有要求,对远程操作者也极具挑战。沉稳心细的她最终精准夹起71颗豆。预赛时的成绩还是33颗,短短一周时间成绩直接翻了一倍,最终该赛队获得镊子夹豆项目的季军。
“数量直接翻倍!以赛促研,我们进步飞速!”禤名翠说,成绩跃升不是偶然。预赛一结束,她和队友就坐下来复盘。他们调整拿镊子的姿势,重新调试算法。一个细节一个细节地抠,成绩一点点往上走。
他们使用了北京人形机器人创新中心提供的机器人“天轶”。一个月来,禤名翠和队友几乎天天与这位“硅基伙伴”待在一起。“越用越熟悉。”她说,通过这次比赛对前沿人形机器人的理解也更深了。
赛场里,她还看到不少队伍已经实现全自主参赛。“非常厉害!”禤名翠说。这次比赛,她学到很多课堂之外的知识,也积累了宝贵的比赛经验。决赛整体成绩普遍比预赛高出一截。“短短几天,大家都进步飞速。”如果下次还有机会,她想挑战全自主参赛。
8月24日晚,第二届世界人形机器人运动会,灵巧手专项赛(开瓶撬盖)。
“全自主”冠军占半壁江山
据赛事公告,灵巧手场景赛的8个专项赛中,电动工具装配、粉末称量、积木搭建、镊子夹豆4项冠军均为全自主赛队获得。这意味着机器人无需人工遥控,自主完成感知、规划、执行并赢得比赛。
8月23日晚,第二届世界人形机器人运动会,灵巧手专项赛(镊子夹豆)。
值得关注的是,来自智元旗下灵巧手企业——上海临界点创新智能科技有限公司一举包揽除电动工具装配外的7个项目冠军,成为本次专项赛获得冠军最多的参赛方。该公司首席执行官乔天杰表示,这次比赛对灵巧手硬件本体提出了多方面考验,“无论是构型、自由度还是通用性,都是一次全方位的检验”。
在他看来,灵巧手比赛不是夹爪比赛,也不是特殊的非标自动化比赛,真正需要考查的核心是通用性和泛化性。“之所以需要灵巧手,是因为手本身具有物理层面的泛化能力,可以使用人类的各种工具。”他解释道,经过此次比赛,团队也会把高频失效问题抽离出来,帮助灵巧手持续迭代。
8月23日晚,第二届世界人形机器人运动会,灵巧手专项赛(镊子夹豆)。
指尖的精细操作本身已极具挑战,让机器人“自己看、自己操作”,难度更是成倍增加。灵巧手专项赛裁判长王世龙表示:“全自主赛队的表现比预想要好,不少全自主赛队取得了优异成绩。”他介绍,由于全自主模式难度更高,这类机器人在得分上比遥操模式更占优势,全自主按原始满分计分,遥操得分则乘以0.5的系数,以此鼓励队伍研发纯自主运行的机器人完成任务。
从遥控操作到全自主作业,从预赛到决赛的成绩跃升,本届灵巧手专项赛比拼的是“指尖功夫”,也见证了人形机器人操作能力的快速跃迁。
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