?本報(bào)記者孫立彬
近日,在美國亞特蘭大舉辦的2025 ICRA雙臂機(jī)器人能力邊界挑戰(zhàn)賽上,中國企業(yè)艾歐智能(深圳)有限公司(以下簡稱“艾歐智能”)創(chuàng)造了歷史。操控員在深圳辦公室,隔著1.2萬公里的距離精準(zhǔn)操控賽場機(jī)器人完成數(shù)項(xiàng)高難度任務(wù),讓該企業(yè)從全球88個(gè)參賽隊(duì)伍中脫穎而出,獲得最佳應(yīng)用獎(jiǎng)。
超遠(yuǎn)程操控機(jī)器人有多難
據(jù)介紹,在比賽中,艾歐智能團(tuán)隊(duì)通過遠(yuǎn)程遙操作AgileX雙臂機(jī)器人,完成了一系列模擬科學(xué)實(shí)驗(yàn)操作,包括安裝硅膠柱、處理透明試管、傾倒液體等。這些任務(wù)看似簡單,實(shí)則對操作系統(tǒng)的響應(yīng)速度、控制精度與多模態(tài)感知能力提出了極高要求。比如將硅膠反應(yīng)柱精準(zhǔn)對接并旋轉(zhuǎn)擰緊的場景,不僅要求實(shí)現(xiàn)毫米級空間對齊,還要圍繞特定軸進(jìn)行穩(wěn)定旋轉(zhuǎn),整個(gè)過程需要高度的姿態(tài)控制能力與操作穩(wěn)定性。
綜合而言,機(jī)器人遠(yuǎn)程操控的核心難點(diǎn)主要集中在網(wǎng)絡(luò)通信穩(wěn)定性和操作者臨場感的構(gòu)建這兩個(gè)方面。
艾歐智能產(chǎn)品負(fù)責(zé)人曹玥表示,遠(yuǎn)程遙控操作系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)雙向數(shù)據(jù)傳輸,即操作者發(fā)出控制指令、機(jī)器人回傳感知信息。在局域網(wǎng)環(huán)境下,通信可通過低延遲的有線網(wǎng)絡(luò)高效完成,但一旦跨入公網(wǎng)、跨地域甚至跨國場景,就會面臨更長的網(wǎng)絡(luò)延時(shí)、更大的丟包率及鏈路質(zhì)量不穩(wěn)定等問題,這些都會直接影響操控的連續(xù)性和精度。
在操作方面,因操控員不能直接處于機(jī)器人所處的環(huán)境,必須依靠遠(yuǎn)程回傳的圖像、音頻、力觸覺等感知數(shù)據(jù)來理解任務(wù)場景并做出決策。在這一過程中,多模態(tài)感知信息的同步性和帶寬壓力成為關(guān)鍵挑戰(zhàn)。圖像、音頻和力覺等不同類型數(shù)據(jù)在采集、編碼、傳輸和解碼過程中容易疊加延遲,影響操作的即時(shí)反饋。同時(shí),在帶寬受限條件下,如何通過圖像壓縮、點(diǎn)云融合等技術(shù)提升渲染效率,也是確保操作沉浸感的重點(diǎn)。
哈工大機(jī)器人集團(tuán)創(chuàng)服中心事業(yè)部執(zhí)行總裁魏明偉表示,機(jī)器人遠(yuǎn)程操控,短距離用局域網(wǎng)就可以,中長距離幾百到一千公里可以使用5G,一千公里以上則需要用衛(wèi)星或海底光纜、云端加速,跨國之間需要跨國網(wǎng)絡(luò)支持。過遠(yuǎn)的距離會引發(fā)信號的傳輸延時(shí),進(jìn)而影響操控;還存在數(shù)據(jù)包丟失問題,傳感器回傳的數(shù)據(jù)一定幾率會存在數(shù)據(jù)缺失,而虛擬模型也有可能存在預(yù)判失誤的可能,包括在人為控制上,指令的轉(zhuǎn)化可能失真,在數(shù)據(jù)失真或缺失的情況下很難做到準(zhǔn)確的反饋。
據(jù)了解,為了解決遠(yuǎn)程操控難題,艾歐智能團(tuán)隊(duì)自主研發(fā)了遠(yuǎn)程遙操作系統(tǒng)TeleXperience,該系統(tǒng)可快速適配到不同構(gòu)型的機(jī)器人上,讓機(jī)器人實(shí)時(shí)跟隨操作人員的指令,完成各種任務(wù)。在超遠(yuǎn)程遙控操作的場景下,操控員使用該系統(tǒng)再配合各種流媒體傳輸技術(shù)和算法,對傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行深度優(yōu)化,就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程遙控操作的實(shí)時(shí)同步和穩(wěn)定傳輸。
遠(yuǎn)程操控機(jī)器人意義重大
目前機(jī)器人還不能真正做到自主行動(dòng),而遠(yuǎn)程操控技術(shù)則為其提供了轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力的手段,可以實(shí)現(xiàn)跨地域作業(yè)、人機(jī)分離、異地協(xié)同等功能,顯著提升了機(jī)器人使用的靈活性和經(jīng)濟(jì)性。
“目前,我們已展示出在最遠(yuǎn)距離條件下完成最復(fù)雜任務(wù)的能力,整體處于國際領(lǐng)先水平。實(shí)現(xiàn)萬千米級遠(yuǎn)程操控,標(biāo)志著機(jī)器人控制能力從傳統(tǒng)的局域網(wǎng)環(huán)境突破到廣域網(wǎng)條件下的穩(wěn)定應(yīng)用。這一能力的實(shí)現(xiàn),使得機(jī)器人能夠被部署在高風(fēng)險(xiǎn)或人員難以抵達(dá)的場所,例如災(zāi)后救援、遠(yuǎn)程巡檢、危險(xiǎn)作業(yè)等,同時(shí)也為‘人-機(jī)-網(wǎng)’協(xié)同體系的構(gòu)建奠定了基礎(chǔ),使異地專家能夠?qū)崿F(xiàn)實(shí)時(shí)干預(yù)與遠(yuǎn)程調(diào)度?!辈塬h表示。
從理論上看,艾歐智能的遠(yuǎn)程操控系統(tǒng)具備全球部署的可行性。未來,隨著對生成式預(yù)測模型和網(wǎng)絡(luò)波動(dòng)補(bǔ)償機(jī)制的持續(xù)研發(fā),系統(tǒng)在更大范圍、更復(fù)雜網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的可控性與穩(wěn)定性還有進(jìn)一步提升空間。
魏明偉表示,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人超遠(yuǎn)程操控對行業(yè)意義重大,未來隨著低軌衛(wèi)星與5G網(wǎng)絡(luò)深度融合,網(wǎng)絡(luò)時(shí)延將進(jìn)一步壓縮,而在量子通信條件下,甚至可以突破地月距離,這將帶來多項(xiàng)應(yīng)用突破,解決深海探測成本高昂、醫(yī)療資源區(qū)域失衡、跨國工業(yè)協(xié)同難等問題。
除了應(yīng)用層面外,在曹玥看來,更重要的是數(shù)據(jù)。
“我們觀察到,與圖像、文本甚至自動(dòng)駕駛不同,機(jī)器人數(shù)據(jù)無法在日?;顒?dòng)中自然生成,必須通過實(shí)際的交互過程積累。通過遠(yuǎn)程操作,機(jī)器人不僅可以完成任務(wù)本身,還能在過程中沉淀大量高質(zhì)量的‘感知-決策-動(dòng)作’閉環(huán)數(shù)據(jù),為具身智能模型的訓(xùn)練提供真實(shí)場景下的數(shù)據(jù)支持。隨著數(shù)據(jù)和模型能力的持續(xù)提升,遠(yuǎn)程操作將在未來逐步演變?yōu)椤宰灾鳛橹?、人控為輔’的混合模式,最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)人遠(yuǎn)程協(xié)同控制多個(gè)機(jī)器人在全球不同地點(diǎn)同時(shí)作業(yè)的目標(biāo)。”曹玥說。
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