深度解析：揭秘小米人形机器人的独特魅力及技术优势
深度解析：揭秘小米人形机器人的独特魅力及技术优势
人形机器人在2024年成为一个热点话题。随着行业资金流向的增加，公司通常先制造机械臂和机器狗等设备，而近年开始转向开发更为复杂和引人注目的人形机器人。这一趋势表明市场对人形机器人的高度期待和对技术发展的信心。
小米的例子进一步凸显了这一领域的潜力和成长速度。小米机器人事业部虽然成立时间不长，但已经显示了公司进入新领域并快速取得显著成就的潜力与野心。毕竟，小米在其他技术领域，尤其是在造车方面已经证明了其迅速从学习到领导的能力。许多人相信，凭借小米在快速研发和市场创新方面的经验，它完全有可能在人形机器人领域再次取得类似汽车领域的成功。
近日，小米公司牵头承担的2023年国家重点研发计划"智能机器人"重点专项——"机器人自动化产线快速重构技术项目"。那么，小米的机器人团队，到底实力几何？
小米人形研发情况浅析
小米公司在市值、硬件以及供应链管理方面的确拥有丰富的经验和资本。在人工智能（AI）和人形机器人领域，尽管技术进展神速，小米并没有在起点上领先于初创公司太多，但它的产品迭代方法论和先进的研发策略还是让公司在这个领域快速发展。
从2017年开始，小米就采用了"先探索后赋能"的研究与开发道路，通过在前沿领域的探索给整个产业链赋能，寻找创新的突破点。小米希望其人形机器人可以在高精度、高灵活性的工作中发挥作用，弥补现有工业机器人的不足。
以3C领域SMT工站的例子来看，小米预期人形机器人能够替代人工完成一些简单但对灵巧性要求较高的任务，例如更换烤盘时需要精确的交互动作和物体识别能力。当前工业机器人在这样的任务上往往表现不足，因此小米希望通过人形机器人的投入使用，不仅提高生产效率和准确性，更重要的是实现在某些特定区域的自动化升级。
在这个过程中，小米也可能会对其人形机器人进行不断的迭代和优化，借助其在其他产品领域累积下来的经验与技术，来适应复杂多变的工作条件。
小米公司把握“智能机器人”这一国家重点研发计划的牵头角色，目的是发挥其在人形机器人方面的技术积累，旨在打造出能够实现生产线的动态改造和优化配置的高级机器人系统。这将有助于快速应对3C产品制造中频繁变化的生产需求，实现灵活性和效率的大幅提升。
小米人形机器人的开发，并非空中楼阁，而是站在了已有成功项目CyberDog的肩膀上，即小米在四足机器人领域积累的技术和经验。这些经验对于人形机器人的控制系统、传感技术、以及机器学习算法等关键技术点的发展至关重要，可以说小米在打造更为复杂、功能性更强的人形机器人时，已有一定技术和理论基础。
小米机器人团队展现出的从零到一的整合能力不仅凸显了其在人形机器人研发上的独到见识，还体现了小米在高速执行和跨领域协作上的优势。这个团队在不足一年的时间内，就完成了从项目立项到人形机器人发布会的全过程，这在机器人领域中是相当罕见的速度，展现了小米对于快速产品开发和市场应用的高效能力。
小米机器人团队并不是孤立工作的，它能够高效地利用小米集团内部丰富的研发资源，包含约150名独立工程师的团队专注于机器人的开发。通过与AI实验室和自动驾驶团队的资源共享，小米人形机器人得以借鉴和整合这些领域内的先进技术和经验，这种跨领域的协作机制，加速了技术创新和产品迭代的过程，使得产品能够快速从概念走向实现。
得益于小米在人工智能和自动驾驶领域的深厚积累，CyberOne仿生机器人不仅展现出了优秀的运动灵活性，还拥有强大的AI处理能力。环视感知、语音处理等功能的加入，让它在人机交互方面展示出非凡的能力。这些技术的融合和应用，使得小米人形机器人不仅在运动控制上，更在智能交互方面成为行业的佼佼者。
小米人形机器人技术路线解读
在小米公司机器人团队负责人的表述中，人形机器人在硬件上所面临的挑战确实是分层多元的。首当其冲的是机械结构设计这一根本问题，因为人形机器人技术的迅猛进步导致每一新代机器人的机械结构都有了全新的尝试，仍在基本方案的探索阶段。与人体相比，即使是最先进的机器人，在模仿人体244个自由度的复杂性方面，尚存在明显差距。
例如，现阶段的人形机器人，如知名的ASIMO，常采取的方法是将人体复杂的骨骼结构简化为几个关键部分的机械组合，从而将自由度缩减到能够处理绝大多数任务的水平。这种简化后的结构，虽然基本上可以模拟人类绝大多数动作，但仍难以完全复制人体的运动范围。
第二个主要问题在于模拟人的肌肉和骨骼系统。在人体中，肌肉和骨骼被设计成一个高输出密度和功能效率的复合系统，能够精确匹配力量和运动的需求。相对而言，人形机器人只能通过电机、液压或气动伺服元件等来实现关节运动的模拟，这些技术在模拟人体功能上各有问题，如控制复杂性、效率、体积和重量等限制，导致难以大规模提升机器人自由度，同时保持其机能效率和运动灵活性。
小米从研发机器狗到人形机器人的过渡过程中，机器人团队的技术创新与应用实践表现出惊人的进步和成绩。特别是在CyberOne这一人形机器人的构建过程中，展现了小米机器人团队在机械设计、材料应用、驱动控制以及控制算法等方面的全面能力和深入探索。
在机械结构方面，CyberOne通过简化人形机器人的结构，尤其是在腿部设计上取得了一个折中的平衡，维持了相对高的功能性和行动灵活性，同时人形机器人的身高和体重与成年男性相当，相对较大的体型并未妨碍它在抵抗冲击、适应复杂路面以及跳跃方面展现出优异的性能。这部分得益于新材料的应用，如玻璃纤维，有效减轻了机器人的重量并吸收落地时的冲击。
驱动控制策略的选择展现了小米团队务实的研发态度。通过采用电机加谐波减速器的传统方案，实现了精准的位置控制和适度的力控，尽管市场上存在许多高级的驱动控制技术，小米选择了成熟稳定且有效的技术路线，以保证人形机器人的可靠性和性能需求。
电力系统的设计也是小米人形机器人技术创新的体现之一。高效的电池供电和基于高频总线的模块调度机制保障了机器人各部件的高效协同工作，并能够进行快速的信息交换与处理，确保了机器人的顺畅运动和复杂任务的执行能力。
最后，控制算法的研发和应用是小米人形机器人技术进步的关键。通过采用基于模型的控制方案，结合离线优化和在线的快速模型预测控制，以及基于卡尔曼滤波的状态估计，使得CyberOne能够在实时调整其位置和速度的同时，保持稳定平衡。这种高级别的算法设计，让小米的人形机器人在执行任务和与人交互方面展现出较高的智能化和灵活性。
小米机器人团队在CyberOne的研发过程中，不仅仅是技术上的壮举，也是探索人形机器人未来潜力和可能性的重要一步。通过对各个方面的综合优化和创新，小米将人形机器人的性能和实用性推向了新的高度，展现了在机器人行业里的领先地位和前瞻思维。
在小米公司的观点中，人形机器人在运算能力方面的瓶颈问题是不可忽视的。为了支撑更为复杂的机体控制、决策规划、导航和交互，需要有高性能的处理器芯片来满足人形机器人对大量计算资源的要求。当前，中国的芯片技术尚存在发展的空间，这对于国内机器人生产商而言是一个明显的挑战。
人形机器人之所以需要更高算力，是因为相比较于轮式或履带式机器人，人形机器人要处理的动作和控制要求要复杂得多。人形机器人通常要进行三维空间内的多自由度运动，要求计算系统不仅要控制机器人的每个关节和步态，还需要实时处理平衡、地面接触、足步规划等高度动态的问题。这种高维度和非连续性的接触模式要求实时的动态优化，同时要求结合实时更新的环境信息来进行精确的导航和规划，进而对机器人的处理器算力提出了极高要求。
为了缓解这种瓶颈，小米在人形机器人上的研发以及在四足机器人（如Cyberdog2）上进行的算法和硬件测试都涉及到对复杂模型和高阶算法的探索。在大模型的研究上，提升机器人的自主决策能力是一个关键点。具体到四足机器人领域，Cyberdog2通过搭载了强化学习算法来提升动态响应和自主决策。强化学习使得机器狗能够通过试错来学习和优化自己的行为，从而执行如空翻和自我恢复站立等高级功能，并且能够在牵引和交互等应用场景中表现优秀的动态响应能力。
小米在智能机器人领域取得了显著的技术进步，除了CyberOne这类人形机器人，还开发了伺服机器人、扫地机器人和互动机器人等多款产品，涵盖了机器人操作系统、感知交互和运动控制等关键技术。通过展示视频如人形机器人打鼓等，小米向大众展现了其在运动控制和关节伺服技术方面的成就，证明了其在智能机器人领域的创新能力和技术实力。