上海交通大学自主设计研发——
滑雪机器人助力“科技冬奥”
光明日报记者 任鹏 曹继军
灵活避让障碍、身姿矫健通过旗门、人机交互并肩滑行……近日，由上海交通大学设计研发的六足滑雪机器人在沈阳完成了初级道、中级道以及与人共同滑雪实验，通过了稳定控制、智能感知、规划决策等多方面的测试。
在这次测试中，滑雪机器人在400米长、坡度18度的中级雪道，以大于10m/s速度滑行，运用智能感知、制动控制等技术，完成了机器人竞速、转弯、规划路线、规避障碍以及人与机器人交互等试验科目，除了身形灵活、姿势优美外，它能通过无线远程人机交互控制，在真实的滑雪环境中穿行滑雪人群，让大家体验和机器人一起滑雪的乐趣。
这款滑雪机器人是在“科技冬奥”的号召下，由上海交通大学高峰教授领衔，上海交通大学机械与动力工程学院和电子信息与电气工程学院组成的足式机器人研究团队研制，获得了科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项支持。
据介绍，这款滑雪机器人是六足机器人，采用双板滑雪。中间的四条腿分成两组，每两条腿固定在一个滑雪板上，用于控制滑雪板的位置和姿态，两侧的两条腿分别加装了滑雪杖，用以模仿人，实现点杖的功能。每个滑雪板具有五个自由度，通过控制滑雪板的位姿可以实现滑雪的速度控制、转弯和制动等功能。
滑雪对人的稳定性和灵活性要求极高，设计机器人并研发控制系统参与滑雪活动，挑战不小。研究团队历经多次科研攻关，在机器人性能操控、感知规划等关键算法设计上取得了创新突破，自主完成了从机构设计、系统框架、稳定控制到智能感知、自主规划等一系列环节的关键核心技术研发，最终使滑雪机器人集人机交互、环境感知、轨迹规划、智能决策和稳定控制于一体。
研究团队首先进行了机器人机构设计和驱动器设计制造方面的研究，并为机器人建立了“大脑”——智能系统。这个系统包括动态平衡稳定控制、智能感知和智能规划，通过设计智能和行为智能的有机融合，使得机器人能够分析人的滑雪行为数据，模仿人的滑雪动作，适应户外雪面的环境特性，实现了自主快速稳定地滑行。
滑雪机器人不仅是“科技冬奥”的直观体现，而且以“人机共融”的理念为后冬奥时代提供了无限畅想。研究团队表示，“冬奥会结束后，这款机器人还可以结合当下5G、无线网络等先进技术，通过远程控制，实现滑雪机器人同场竞技，创造‘电-机-竞’的全新娱乐模式，为滑雪爱好者和青少年创造科技感十足的娱乐新风尚。”
未来，机器人也将成为冰雪运动的重要参与主体，发挥科技优势，在高山和冰雪环境中开展巡逻、实施救援，帮助人们规避风险，创造舒适安全的冰雪体验环境。“人机共融”的特点还将为未来竞技模式的拓展、科技与娱乐的全新融合提供无限可能。
《光明日报》（ 2022年01月19日 09版）