要知道,人形机器人这玩意儿,想开源可没那么简单。从机械结构、电气系统,到关节控制、运动算法,软硬件一环扣一环。
以往有些机器人虽然号称「开源」,但开发者拿到的可能只是一套SDK、几个API,或者部分算法代码。
想改关节控制?动不了。想调整机械结构?图纸拿不到。想让自己训练的模型跑上真机?底层接口又成了拦路虎。
出手的是 RoboParty萝博派对 。近日,RoboParty正式发布 全栈开源人形机器人RP1 。
从机械图纸、电气系统、自研关节,到底层控制、仿真、训练和部署,RoboParty试图把人形机器人从硬件到软件的整条研发链路,都摆到开发者面前。
开发者不光能调用机器人的现成功能,还能深入底层,研究它为什么能动、怎么动,甚至动手修改它。
身高135cm,拥有24~30个自由度多种本体配置 ,能适应教育科研、数据采集、导览、文娱等不同场景需求,RP1已经展示了连续行走、人体动作跟踪、扰动恢复、跌倒起身等一系列真机运动能力。
支撑这些动作的,是 RoboParty自研的ROMOMO关节模组 ,以及配套的运动控制与训练工具。
是算法没训练好?关节跟不上?还是仿真模型与真机存在偏差?一层层技术黑盒挡在前面,研究人员很难查到底。
只开放SDK,开发者主要负责调用功能。开放控制算法,就能进一步研究机器人的动作生成与执行逻辑。
如果机械图纸、电气系统、关节资料、嵌入式软件,以及仿真训练工具都能开放,研究空间就大多了。
关节布局、设备协议、控制频率,甚至零位定义(即关节以哪个位置作为0°基准),都可能影响实验结果。
比如,模型规划让机器人抬脚跨过障碍,仿真里顺顺利利,真机却因为关节响应或动力学差异而失败。
到底是模型的问题,还是机器人执行出了偏差? 如果数据、控制和硬件反馈都能查看、调整,定位问题就有了更多抓手。
三类客户的出发点看似不同,可实际上, 都希望机器人跟着研究需求走,别让研究被厂商的功能边界困住。
在官方的展示视频里,机器人不仅可以行走跑跳、配合视觉还可以跑酷越障、自主上下台阶、根据实际地形自主规划步态、跌倒快速起身、跟踪人体动作,并且在受到扰动后即时调整姿态,维持平衡、保持当前运动状态。
拿扰动恢复来说,控制系统需要根据身体状态调整动作,关节模组负责响应指令,髋、膝、踝等机械结构则决定机器人能以什么姿态完成调整。
开源版拥有24个主动自由度,开源版Pro增加到30个 ,其中头部有2个自由度,双臂各有7个自由度,更适合复杂操作研究。
按照官方披露的关节参数表,模组的标称 峰值扭矩覆盖25~160N·m ,采用48V供电及CAN-FD通信。
ROMOMO采用 内转子电机搭配NGW行星减速器的方案 。较低的转子惯量有利于快速响应,行星减速器则兼顾刚度、抗过载能力和成本。
RP1采用非共点髋部与并联踝设计 。其中,并联踝通过两个电机共同参与足部俯仰和横滚运动,两个电机都不单独控制某一个方向。
目前, RP1已经公开URDF、MJCF及网格模型等资源 。开发者可以查看机器人关节与连杆的连接关系,用于仿真和运动控制研究。
至于CAD、BOM、电路板制造文件等更底层资料,部分仍属于内部工程记录,具体开放范围需要以项目仓库为准。
其配套软件采用500Hz控制频率与50Hz策略更新频率。开发者可以围绕统一的关节指令接口,研究控制与设备反馈之间的关系。
RoboParty还 开放了hhtools(human-humanoid-tools)人体动作重定向工具。
hhtools先将人体动作映射到机器人结构,再结合关节限位、地面接触等约束修正动作,生成可供机器人使用的运动轨迹。
目前,System0基础运动控制及相关基础设施已有部分开源,包括hhtools、MimicLite和UFO等项目。其中,UFO围绕扰动恢复与跌倒起身开展研究,并提供包括RP1在内的多种机器人配置。
RP1 围绕机器人状态、传感器及动作数据建立采集和记录流程 ,帮助开发者检查数据与控制指令的对应关系。
热插拔换电、模块化拆装、标准化维护,以及不同头部、末端执行器和算力配置,也为持续实验提供便利。
如今,开源开始深入机械结构、关节、电气和控制系统,更多原本掌握在厂商手里的技术,有机会成为行业共享的基础资源。
在RP1之前, RoboParty推出过开源机器人RPO 。该项目在GitHub获得 约2600个Stars ,积累了一批关注者。
比如,一家模型公司训练出了新的运动控制策略,可以尝试在RP1上验证;科研机构的研究人员改进了某个关节或控制模块,也有机会在已有设计基础上继续开发。
虽然大家研究方向各不相同,但都有机会复用底层资源,少花时间适配硬件,把精力留给真正想解决的问题。
目前,机器人模型评测还面临硬件差异大、测试条件不统一的问题。同一个任务,换台机器人,成功率就可能发生变化。
如果更多团队围绕稳定的硬件版本、训练工具和测试规范开展实验,研究结果就有了更可比的参照,技术成果也更容易被后来者验证和改进。
资料是否完整?仓库能否持续维护?硬件出了问题怎么办?开发者能不能顺利复现、修改?许可证又是否允许二次开发和商业使用?
从RPO走到RP1,RoboParty已经把开放本体、软件工具和开发者生态的框架摆了出来。
开源让后来者有机会站在已有成果上继续研究,也让同一项技术能够被不同团队反复验证、改进和延续。
当然,公开图纸和代码,不代表硬件成本、工程难题就此消失。真正形成生态,还需要持续的维护与贡献。
只是,当越来越多底层技术能够被研究、修改和复用,人形机器人行业或许就能减少重复造轮子,多一些新技术探索的机会。
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