淺析經典類人機器人-Atlas、HR3、Cassie、Justin、TORO到底哪家強？各自的技術有哪些？（文末有BD的彩蛋~）

波士頓動力（Boston Dynamic，簡稱BD）於2017年11月16日發布了Atlas後空翻等驚艷視頻。不到一周，11月22日，豐田（Toyota）發布了Humanoid Robots with New T-HR3。

可以說是Atlas帶動了「類人機器人」的關注度，而除了這兩款，還有哪些著名的人形或是雙足機器人呢？讓我們翻開IEEE Spectrum（Robotics News & Articles）一起來扒一扒吧~

翻開Spectrum會發現實際還有幾款「隱形冠軍」，早在9月8日，IEEE Spectrum的Video Friday公布了Agility Robotics的雙足步行機器人Cassie。關注德國宇航局（DLR）的朋友一定還記得，DLR有兩款經典的類人機器人，一款是移動式雙臂系統Rollin_Justin（2011年4月27日發布），另外一款是全力矩型類人機器人TORO（2016年11月9日發布）。

有朋友可能會問了：「你的題目是經典類人機器人」，你連Honda的Asimo（https://www.youtube.com/watch?v=JlRPICfnmhw）、HRP系列（https://www.youtube.com/watch?v=YvbAqw0sk6M）、NASA Valkyrie（https://www.youtube.com/watch?v=IE-YBaYjbqY）、Sophia（https://www.youtube.com/watch?v=gWxRLA2BWkw）都不介紹，你算專業么？由於功力不夠，先暫時不介紹這幾款，待後續學習之後再來吹牛。

除此之外，推薦看看「Best 5 Humanoid Robots 2017, Youll Intend to Buy - Inmoov, EZ Robot, Poppy, Plen 2, Kengoro」：https://www.youtube.com/watch?v=OlUaMpMbISI和「7 The Most Advanced Robots」：https://www.youtube.com/watch?v=kbaDdg4LA9k。

推薦一本書：

除了上面的列舉，還有么？答案是肯定的，有興趣的朋友可以看：有哪些著名的機器人公司和機器人實驗室？， @Yifan Hou 的回答非常棒。

有人會問，你是不是和類人機器人杠上了？每周都來胡扯，我的答案是：對，我喜歡機器人！

下面放幾個視頻來認識或是回顧這幾款類人機器人吧~

① BD Atlas（YouTube點擊量11,033,297）

② Toyotas new T-HR3 humanoid robot（YouTube點擊量56,605）

③ Caltech』s Cassie（Agility Robotics公司研發） takes a walk around campus（YouTube點擊量11,734）

④ DLR Rollin Justin（YouTube點擊量457,852）

⑤ DLR TORO（YouTube點擊量127,065）

https://www.zhihu.com/video/918038292715438080

視頻來源：https://www.youtube.com/watch?v=fRj34o4hN4I。

https://www.zhihu.com/video/918038379218735104

視頻來源：https://www.youtube.com/watch?v=uPI0-14kEZI&t=25s。

https://www.zhihu.com/video/918039025087049728

視頻來源：https://www.youtube.com/watch?v=wXvzlTPAkMo。

https://www.zhihu.com/video/918042808647036928

視頻來源：https://www.youtube.com/watch?v=R6pPwP3s7s4&t=95s。

關於到底哪家強？這個問題不好回答，每家都有各自的優勢和應用領域。不好直觀地評判誰更強，不過毫無疑問BD代表了類人機器人的最高水平，當然DLR的類人機器人也不差，他們兩家也沒有可比性，BD採用液壓伺服，DLR採用全力矩控制，從控制角度而言，都非常非常有難度。

1.各自的技術要點淺析

1）關於BD_Atlas的技術淺析可以參考之前寫過的一篇文章：嘗試揭開Boston Dynamics新發布Atlas後空翻的面紗-其背後的技術淺析。

2）關於DLR_Rollin_Justin的技術分析也可以參考之前寫過的一個總結：經典移動雙臂系統—德國宇航局DLR_Rollin_Justin整體淺析。

下面對另外三個類人機器人的技術進行一些淺析，當然僅憑一篇文章不會寫的很深入，但是會列舉一些參考文獻供有興趣的朋友進行深入研究。

① Toyota Humanoid Robot - New T-HR3

Toyota Gets Back Into Humanoid Robots With New T-HR3中有詳細的分析和介紹，下面摘出一些要點來介紹。

大家可能比較感興趣的是：和BD的Atlas有什麼區別？BD has focused a lot on dynamic mobility platforms，and BD does a little bit of manipulation, but not all that much, and their autonomy doesn』t go much beyond tracking people and avoiding obstacles, and they only seem to do that when absolutely necessary.

HR3: they are more about in-home robots that can be helpful with a focus on precision interaction, and that includes just enough mobility to get around because there』s no reason to include any more.

從視頻中可以看出，HR3是採用一種稱為「遙操作」的方式在控制機器人動作，有點像操作遙控器。但是又不同於遙控器，遙操作這種方式可以讓用戶「虛擬地」體驗到與環境接觸的信息等。

Toyota』s Master Maneuvering System comes in:

T-HR3 is controlled from a Master Maneuvering System that allows the entire body of the robot to be operated instinctively with wearable controls that map hand, arm and foot movements to the robot, and a head-mounted display that allows the user to see from the robots perspective. The systems master arms give the operator full range of motion of the robots corresponding joints and the master foot allows the operator to walk in place in the chair to move the robot forward or laterally. The Self-interference Prevention Technology embedded in T-HR3 operates automatically to ensure the robot and user do not disrupt each others movements.

The Master Maneuvering System is a clever (if complicated and expensive) way of sidestepping the autonomy problem. In the short term, at least, it』s a way of giving T-HR3 a massive amount of pseudo-autonomy by offloading all of the sensing, processing, motion planning, and manipulation tasks onto a human who only has to be mildly trained.

關於HR3的細節還沒有公布，不過我的一位好友透露，他的同事就是HR3的設計者，後續或有新的進展，我會補充在文章中。

② Agility Robotics - Cassie

詳情來自：Video Friday: Agility Robotics, Pancake Robots, and Metallicas Drone Show。Cassie是由oregon state教授帶領的團隊和Agility Robotics公司合作設計和研發的（ @達興燁 博士提供的信息，在此感謝）。

《機器人學家》公眾號中有詳解：產品級雙足機器人凱西，發布即售罄的靈巧鴕鳥送貨員 和 最成功的被動雙足機器人：走上草地的ATRIAS。

當然，更多的技術細節還沒有公布， 後續期待達博士的文章。

③ Humanoid walking robot TORO（Toque-controlled humanoid Robot）

詳情來自：DLR - Institute of Robotics and Mechatronics - Toro，這是一款全力矩類人機器人，其中一項核心技術是：基於力矩模式的柔順控制。

更多的論文可以參考：

更多資料詳見：http://www.dlr.de/rmc/rm/en/desktopdefault.aspx/tabid-11678/#gallery/28603。

2.思考和探討幾個問題

① 到底誰敢跳躍、翻滾或更為複雜的動作？ 目前只有Atlas，原因很簡單，人家是液壓！電機伺服敢嘛？當然不敢，分分鐘電機就會滿力矩~不過加入被動柔順也許可以，不過被動柔順比較難控制。相關問題在「新智元V享圈」探討過：【V直播】三專家解讀波士頓動力Atlas驚艷后空翻7大技術難點。（此處繼續聲明，自己不是專家，只是一名普通的機器人愛好者）。

② 目前來看，上述的類人機器人可能應用到哪些領域？這個問題留給大家思考和討論吧，歡迎在評論中留言討論~~~

彩蛋部分：

Marc Raibert在TED的talk：ROBOTIK 2017: Neues von Boston Dynamics! übersetzung TedTalks

推薦閱讀：