芝能科技出品

宇樹(shù)科技發(fā)布其第四款人形機(jī)器人——Unitree H2，這款身高180厘米、體重70公斤的仿生機(jī)器人，在結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)性能上實(shí)現(xiàn)了跨越式升級(jí)，搭載了仿生人臉系統(tǒng)，開(kāi)始邁向“擬人化”階段。

芭蕾舞與中國(guó)功夫等復(fù)雜動(dòng)作，其協(xié)調(diào)性、自由度控制、動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性也接近國(guó)際領(lǐng)先水平，H2產(chǎn)品能給我們帶來(lái)哪些驚喜呢？

01

從H1到H2，技術(shù)形態(tài)的變化

宇樹(shù)H2的技術(shù)升級(jí)，最直觀的變化來(lái)自其物理結(jié)構(gòu)。與上一代H1相比，H2保持了180厘米身高，但體重從47公斤增加至70公斤，在結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和能源配置做了調(diào)整。

自由度的提升是最明顯的，H2全身?yè)碛?1個(gè)自由度（DoF），較H1的19個(gè)提升超過(guò)60%，H2在姿態(tài)控制、動(dòng)態(tài)平衡、動(dòng)作過(guò)渡等方面具備更高的空間操作靈活性。

31個(gè)自由度主要分布在四肢與軀干——雙臂各6個(gè)、雙腿各7個(gè)、軀干3個(gè)，另有兩個(gè)特定功能關(guān)節(jié)用于動(dòng)態(tài)重心控制。

高自由度設(shè)計(jì)是實(shí)現(xiàn)舞蹈、武術(shù)等復(fù)雜動(dòng)作的基礎(chǔ)，使機(jī)器人可以更自然地完成多維度關(guān)節(jié)聯(lián)動(dòng)動(dòng)作，接近人類肌肉群的協(xié)同控制效果。

在運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)上，H2可能采用了新型高功率密度電機(jī)與輕量化減速結(jié)構(gòu)，保證力量輸出并且減少能耗與慣性，可以在高速動(dòng)作中保持平衡。

流暢的關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)和穩(wěn)定的下盤(pán)支撐，確實(shí)在伺服控制算法與扭矩反饋控制上的顯著進(jìn)步，這些算法已能根據(jù)不同動(dòng)作模式（如跳躍、旋轉(zhuǎn)、拳擊）實(shí)現(xiàn)即時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，達(dá)到接近人類肌肉神經(jīng)反饋系統(tǒng)的效果。

在結(jié)構(gòu)布局上，H2采取了“寬肩窄腰”的設(shè)計(jì)思路，更接近人類形態(tài)，也為內(nèi)部布局帶來(lái)了挑戰(zhàn)，電池組與主控板可能被集中布置于胸腔區(qū)域，極高的空間利用率與散熱管理水平。

電源系統(tǒng)可能采用模塊化電芯陣列，以平衡供能密度與安全性。外觀與仿生設(shè)計(jì)。

H2首次引入仿生人臉，這是一個(gè)跨越工程與心理學(xué)的設(shè)計(jì)節(jié)點(diǎn)。仿生人臉不僅是審美問(wèn)題，更關(guān)乎交互層的情緒識(shí)別與人機(jī)信任。盡管當(dāng)前H2的面部表情尚未具備肌肉級(jí)動(dòng)態(tài)，為未來(lái)情感交互機(jī)器人打下基礎(chǔ)。

02

算法與感知的進(jìn)階：智能化驅(qū)動(dòng)與人機(jī)融合

H2從演示視頻來(lái)看，其完成的動(dòng)作流暢自然，說(shuō)明其控制系統(tǒng)具備較強(qiáng)的狀態(tài)估計(jì)與實(shí)時(shí)調(diào)整能力。這背后依托的是宇樹(shù)在動(dòng)態(tài)平衡控制與傳感系統(tǒng)融合方面的技術(shù)演進(jìn)。

H2的協(xié)調(diào)性較H1有明顯進(jìn)步，控制系統(tǒng)中引入基于模型預(yù)測(cè)控制（MPC）的多自由度姿態(tài)求解模塊，通過(guò)高速計(jì)算預(yù)測(cè)下一步重心變化，實(shí)現(xiàn)柔順而穩(wěn)定的姿態(tài)過(guò)渡，在單腳支撐、踢腿和旋轉(zhuǎn)動(dòng)作中，機(jī)器人能即時(shí)調(diào)整身體重心并補(bǔ)償姿態(tài)誤差。

雖然官方未公布具體傳感器型號(hào)，H2可能采用了多模態(tài)傳感系統(tǒng)：包括陀螺儀、IMU、力矩傳感器及視覺(jué)深度相機(jī)等。

陀螺儀與力矩傳感器實(shí)現(xiàn)姿態(tài)閉環(huán)控制，視覺(jué)系統(tǒng)則可能用于環(huán)境判斷與動(dòng)作空間約束。

對(duì)于180cm、70kg的全尺寸機(jī)器人而言，感知與決策延遲是極為關(guān)鍵的指標(biāo)，宇樹(shù)通過(guò)軟硬件協(xié)同優(yōu)化，在低延遲響應(yīng)方面取得進(jìn)展。

在運(yùn)動(dòng)策略層，H2似乎采用了“動(dòng)作單元”式編排邏輯，更接近“行為模塊化控制”，即通過(guò)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法學(xué)習(xí)多樣的動(dòng)作模式，隨后在實(shí)際演示中進(jìn)行動(dòng)作組合與優(yōu)化，可以提升機(jī)器人的自適應(yīng)表現(xiàn)，讓舞蹈、功夫等非標(biāo)準(zhǔn)化動(dòng)作具備連續(xù)性。

機(jī)器人的步幅、擺臂和身體重心變化趨于一致，引入了“人類步態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)”作為訓(xùn)練基準(zhǔn)，通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)算法逼近人類運(yùn)動(dòng)節(jié)奏，在“仿人”層面實(shí)現(xiàn)了更高程度的擬真，尤其在服飾搭配與動(dòng)態(tài)姿態(tài)結(jié)合后，整體觀感極具沉浸感。

從系統(tǒng)協(xié)同角度看，H2的進(jìn)化也反映出中國(guó)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的體系化成熟。以往人形機(jī)器人的瓶頸多在“算法碎片化”與“能量供給效率低”，而H2的結(jié)構(gòu)緊湊、響應(yīng)流暢，在多模態(tài)系統(tǒng)耦合、結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)與AI算法一體化上均已具備完整能力。

H2當(dāng)前的核心用戶依然集中在教育開(kāi)發(fā)與個(gè)人租賃市場(chǎng)。這兩類群體對(duì)機(jī)器人“情緒價(jià)值”的需求極高——教育場(chǎng)景需要擬人化互動(dòng)以提升學(xué)習(xí)沉浸感，租賃與展示市場(chǎng)則追求視覺(jué)沖擊與品牌象征。

H2具備“人臉+流暢動(dòng)作”的雙重賣點(diǎn)，可為這些市場(chǎng)提供情感共鳴的基礎(chǔ)。H2的運(yùn)動(dòng)與平衡性能，意味著其具備在半結(jié)構(gòu)化環(huán)境中執(zhí)行復(fù)雜任務(wù)的潛力。

例如在工業(yè)巡檢、特種作業(yè)、醫(yī)療輔助或公共展示等領(lǐng)域，可以承擔(dān)高精度的重復(fù)性操作，或進(jìn)行情緒化的表演與陪伴任務(wù)。

小結(jié)

H2的面世給了我們更多的期待，算法與動(dòng)力系統(tǒng)的融合，仿生外觀與情感設(shè)計(jì)的嘗試，H2有種“仿生人”的感覺(jué)了。

       原文標(biāo)題 : 能跳街舞的宇樹(shù)H2人形機(jī)器人，有哪些技術(shù)上的進(jìn)化？