隨著2022年北京冬奧會臨近，與冬奧相關(guān)的諸多高科技產(chǎn)品日益成為“網(wǎng)紅”。

　　靈活避讓障礙、身姿矯健通過旗門、人機(jī)交互并肩滑行……近日，一個六足滑雪機(jī)器人亮相沈陽滑雪場，靈活的身形和優(yōu)美的姿勢吸引了眾多目光。記者了解到，這款滑雪機(jī)器人由上海交通大學(xué)自主研發(fā)，還獲得了科技部國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“科技冬奧”重點(diǎn)專項(xiàng)支持。

　　無獨(dú)有偶，在滑雪賽場之外，后勤服務(wù)也因加載“硬核科技”而吸睛。這兩天，北京冬奧會、冬殘奧會主媒體中心的智慧餐廳走進(jìn)公眾視線。在這里，從廚師到服務(wù)生均為機(jī)器人，消費(fèi)者只需掃碼點(diǎn)單，色香味俱佳的佳肴就會通過空中云軌自動送達(dá)對應(yīng)餐桌上空，會“顛勺”的機(jī)器人大廚更是憑借廚藝征服了中外記者的味蕾。而這個智慧餐廳的主要設(shè)計(jì)人之一，同樣來自上海交大。

　　在接受記者采訪時，上海交大的研究人員不約而同地指出：未來，智能機(jī)器人技術(shù)應(yīng)用前景廣闊，更多“人機(jī)共融”模式的開啟將為科技與娛樂的全新融合提供無限可能。

　　“六條腿”滑雪機(jī)器人，能在真實(shí)環(huán)境中穿行

　　和機(jī)器人一起滑雪，相信大多數(shù)人都沒體驗(yàn)過。由上海交通大學(xué)高峰教授領(lǐng)銜、上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院和電子信息與電氣工程學(xué)院組成的足式機(jī)器人研究團(tuán)隊(duì)研制的一款六足滑雪機(jī)器人，不僅能高速滑雪，還能躲避人群、自己規(guī)劃最優(yōu)路線。

　　日前，在沈陽滑雪場，這款滑雪機(jī)器人在初級與中級雪道中的測試中證明了自己具備敏捷的轉(zhuǎn)彎、制動能力和強(qiáng)大的自主感知、規(guī)劃能力。它能在雪場高速滑行，遇到障礙物還能急轉(zhuǎn)彎，繼續(xù)保持自己矯健的滑雪身姿，還能在滑行的過程中完成高山滑雪運(yùn)動中的“過旗門”任務(wù)。

　　這款長有“六條腿”的滑雪機(jī)器人采用雙板滑雪。中間四條腿分成兩組，每兩條腿固定在一個滑雪板上，用于控制滑雪板的位置和姿態(tài)；兩側(cè)兩條腿分別加裝了滑雪杖，用以模仿人，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)杖功能。每個滑雪板具有五個自由度，通過控制滑雪板的位姿可以實(shí)現(xiàn)滑雪的速度控制、轉(zhuǎn)彎和制動等功能。

　　“要知道，滑雪對人的穩(wěn)定性和靈活性要求極高，設(shè)計(jì)機(jī)器人并研發(fā)控制系統(tǒng)參與滑雪活動，挑戰(zhàn)不小。”高峰介紹，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多次科研攻關(guān)，在機(jī)器人性能操控、感知規(guī)劃等關(guān)鍵算法設(shè)計(jì)上取得了創(chuàng)新突破。

　　研究團(tuán)隊(duì)首先為機(jī)器人建立了“大腦”——智能系統(tǒng)，通過設(shè)計(jì)智能和行為智能的有機(jī)融合，使得機(jī)器人能夠分析人的滑雪行為數(shù)據(jù)，模仿人的滑雪動作，適應(yīng)戶外雪面的環(huán)境特性，實(shí)現(xiàn)了自主快速穩(wěn)定地滑行。

　　在設(shè)計(jì)過程中，研究團(tuán)隊(duì)分別以人工遙控和自主規(guī)劃的方式在滑雪機(jī)上對機(jī)器人身高、身體俯仰角、重心前后位置、重心左右位置、左右雪板夾角、左右腿高低、左右雪板前后位置進(jìn)行控制，完成速度控制和轉(zhuǎn)向控制的測試。其中，人工遙控穩(wěn)定轉(zhuǎn)向滑行最高速可達(dá)3.2米/秒；自主規(guī)劃勻速直線滑行最高速可達(dá)5.17米/秒，穩(wěn)定轉(zhuǎn)向滑行最高速可達(dá)2.45米/秒。正是這些關(guān)鍵技術(shù)的集合，使這款滑雪機(jī)器人通過無線遠(yuǎn)程人機(jī)交互控制，能在真實(shí)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)在滑雪人群中穿行，在初級雪道和中級雪道完成高速滑雪和避障安全控制。它也能夠在戶外初級和中級雪道自動完成啟動、滑行、轉(zhuǎn)彎、制動，無需人為干預(yù)。

　　高峰介紹，冬奧會結(jié)束后，這款機(jī)器人還可以結(jié)合當(dāng)下5G、無線網(wǎng)絡(luò)等先進(jìn)技術(shù)，通過遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)滑雪機(jī)器人同場競技，創(chuàng)造電—機(jī)—競的全新娛樂模式，為滑雪愛好者和青少年創(chuàng)造科技感十足的娛樂新風(fēng)尚。

　　機(jī)器人化身“大廚”，會做300多道中式菜肴

　　智能機(jī)器人不僅上得了“廳堂”，還入得了廚房。胡辣雞塊、干炒牛河、蒜蓉西蘭花……冬奧會智慧餐廳出品的機(jī)器人烹飪的各式菜肴，讓人贊不絕口。不僅如此，餐廳內(nèi)的機(jī)器人設(shè)備均支持24小時運(yùn)作，非常高效智能。

　　“這個餐廳是按照標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化原則設(shè)計(jì)的，已經(jīng)運(yùn)行了一段時間。”智慧餐廳的主要設(shè)計(jì)人之一，上海交通大學(xué)機(jī)械與動力工程學(xué)院機(jī)器人研究所副研究員閆維新告訴記者，早在2005年他就開始關(guān)注烹飪機(jī)器人的研究與開發(fā)，還專門前往揚(yáng)州學(xué)習(xí)廚藝。目前他已研發(fā)出60款以上餐飲服務(wù)類機(jī)器人。經(jīng)過16年的迭代更新，如今，亮相冬奧會智慧餐廳的機(jī)器人已掌握近300種中式菜肴，還會制作漢堡、炸雞和薯?xiàng)l等西式快餐，口味完全不輸專業(yè)廚師水準(zhǔn)。

　　下過廚的人都知道，中式菜肴包含煎、炒、烹、炸、煮多項(xiàng)烹飪工藝。一道佳肴不僅講究火候，對配料和調(diào)料的投放也很有講究。對機(jī)器人而言，看似簡單的過程，科技含量滿滿。比如，在機(jī)器人提供用餐服務(wù)的過程中，必須有專業(yè)可靠的計(jì)算機(jī)硬件擔(dān)當(dāng)其控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)支撐，才能確保機(jī)器人自學(xué)習(xí)、自決策等功能的實(shí)現(xiàn)，確保機(jī)械模塊有條不紊、精準(zhǔn)無誤地完成開蓋、加油、填料等每一道工序。

　　那么，機(jī)器人大廚是怎么保證口味和水準(zhǔn)的呢？“這有點(diǎn)類似武俠小說中的見招拆招。”閆維新告訴記者，團(tuán)隊(duì)將烹飪?nèi)�過程進(jìn)行數(shù)字化和動作化凝練，總結(jié)為工具模塊、鍋具模塊、火控模塊和投料模塊4種標(biāo)準(zhǔn)模塊，將其結(jié)合在一起，再配合控制系統(tǒng)進(jìn)行復(fù)現(xiàn)，完成中餐的標(biāo)準(zhǔn)動作。比如大翻、小翻、圓周晃、直線晃等機(jī)械動作，對應(yīng)人類廚師的晃、顛、劃、翻、推、拉、揚(yáng)、淋等各種鍋具運(yùn)動。

　　“餐飲行業(yè)‘無接觸’式用餐服務(wù)已成趨勢，餐飲服務(wù)機(jī)器人市場前景光明。”閆維新介紹，除了口味穩(wěn)定、能實(shí)現(xiàn)中餐烹飪的標(biāo)準(zhǔn)化、節(jié)省人力成本等優(yōu)點(diǎn)，餐飲機(jī)器人也有助于傳承中國烹飪文化。“比如，我們可以記錄大師們的烹飪配料、灶上動作和火候把控，再把標(biāo)準(zhǔn)化記錄轉(zhuǎn)化為機(jī)器人控制程序，復(fù)制、傳承大師的烹飪技藝。”

　　此外，無人化操作還能降低食品安全風(fēng)險(xiǎn)。閆維新舉例，烹飪機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)所有用餐數(shù)據(jù)的溯源，在食材選取、運(yùn)輸、中央廚房制作等各環(huán)節(jié)進(jìn)行監(jiān)督，有效保證食品安全。