在央視春節聯歡晚會的小品《奶奶的最愛》中,北京松延動力科技集團股份有限公司研發的多款機器人驚艷亮相,成為舞臺上的獨特風景。其中,與演員蔡明容貌神態極為相似的仿生人形機器人,以及可愛的“機器人孫子”小布米和它的“哥哥們”,吸引了眾多觀眾的目光。
松延動力相關負責人透露,團隊僅用30天就初步完成了仿生人形機器人的1:1復刻。項目啟動之初,頭部比例調整成為首個難題。為保證上鏡效果,需將仿生人頭方案整體縮小30%,這意味著所有結構件、機械件與電子件都要重新進行精細化設計與空間排布。
唇形精準還原是另一大挑戰。要讓機器人的口型與每一句臺詞精準匹配,就需要在唇部狹小空間內放入足夠多的驅動電機。若嘴部自由度配置不足,唇形會顯得僵硬。而如何在緊密空間內合理排列眾多結構件,更是技術難題。松延動力憑借唇部12個自由度的配合以及自研表情驅動算法,成功完成了高難度的動作還原。
在調試過程中,團隊發現仿生人形機器人僅外形相似遠遠不夠,若無法活動或可活動部位太少,整體會顯得僵硬。于是,團隊先為機器人增加了一個自由度的脖子,效果不佳后又增加到3個,違和感瞬間減輕。接著為其配上手臂、軀體,讓全身能進行靜態微動,兼顧頭部和身體的自然起伏,賦予機器人自然的呼吸感。當軀干、手臂和頭部動作配合協調后,“恐怖谷”效應大大降低,機器人仿佛有了真正的生命感。
此次登上春晚的,除了仿生人形機器人,還有松延動力的“小頑童N2”、新一代雙足人形機器人“E1”以及首次公開亮相的消費級人形機器人“小布米”。
松延動力算法負責人介紹,將機器人送入語言類節目配合演員完成舞臺調度,對機器人運控能力提出了更高要求。與相對空曠的歌舞類表演場地不同,小品取景范圍較小。第一次走進春晚舞臺彩排時,團隊發現留給4臺機器人活動的范圍僅約12平方米,這意味著機器人需在小空間內完成空翻、側手翻等動作。
語言類節目走位調度嚴格,機器人每完成一次動作都要精準落在固定點位,不能有震動導致機器位移,否則會影響演員走位,這對機器人自身運動控制精度要求極高。為達到“春晚級”運控精度,團隊在運動控制算法上提出300個以上策略,不斷優化機器人動作控制精度。同時,在結構設計上,因機器人受力多在腳踝和大腿,團隊將機器人重心上移,形成類似“球形”的中心重、四肢輕的結構,最終讓機器人實現了輕盈的高難度動作。
“小布米”身高94厘米、體重約17公斤。作為節目中年齡最小的“機器人孫子”,它經歷了更多訓練,先后學會了民族舞、機械舞、街舞等21種舞蹈,平均每一到兩天就要訓練出一種新舞蹈。為讓“小布米”跑步姿勢更貼近真人,團隊在運控算法上反復迭代,摒棄僵硬的直接擺臂起跑,讓機器人在達到一定速度后再自然抬起雙臂。這個看似簡單的“起跑再抬臂”動作,凝聚了項目組在結構和算法上的一系列工程訓練。
訓練過程中,團隊特意邀請不同年齡段兒童進行動作捕捉,再將捕捉到的動作重定向到“小布米”上完成強化學習訓練。同時,在結構和算法層面,團隊對“小布米”腳部動作嚴格設計,保證腳部電機扭矩不超過10nm,落地接觸力不超過100n,最終讓這個小小的機器人在舞臺上每一次跳躍、跨步、大笑時跺腳,都顯得活潑靈動。
值得一提的是,松延動力的創始人團隊與核心研發團隊均以95后為主力。











