清华陈建宇：当人形机器人成为人类替身，是一场怎样的革命？丨智源独家 - 智源社区

于清华大学取得学士学位，在加州大学伯克利分校取得博士学位，师从美国国家工程院院士、机电控制学科先驱Masayoshi Tomizuka教授。他近年来在机器人与人工智能的交叉领域从事前沿研究。他的研究目标是构建出具备高性能、高智能的高端机器人软硬件系统。他在机器人、人工智能、控制、交通等领域的国际顶级会议和期刊上发表了五十余篇论文，部分论文入围L4DC 2022、IEEE IV 2021、IFAC MECC 2021等国际会议优秀论文奖。个人荣誉：福布斯中国30位30岁以下精英（科学榜，2021年）

智源专访栏目意在通过展现技术研究者和创业者的研究经历和故事，记录技术世界的嬗变，激发当代AI从业者的创新思维，启迪认知、关注突破性进展，为行业注入灵感光芒。本次专访为总第11期。

从婴儿走路姿态出发，

研究双足机器人

你是从何时开始入门科研的？听说 8 岁时已经去了妈妈大学的物理实验室？ 我妈妈就在大学里面，经常带着我参观实验室，所以小时候有一些零星的记忆碎片。作为男生本身也对科幻的东西很感兴趣，包括《三体》这种科幻书籍、有名的科幻电影都会去看。因此冥冥之中专业选择上也往理工类、科技类的去靠，一直觉得做这种比较高端智能的机器人有科幻感，比较酷，是自己想做的事情。
求学经历上，从清华到UC Berkley，有哪些mentor对你影响比较深远，引领你走上科研的道路？ 这也隐隐地为我现在做双足人形机器人，埋下了伏笔。我从本科毕设开始接触双足机器人，当时在清华精密仪器系付成龙老师课题组。清华精密仪器系是国内最早从事双足人形机器人研究的单位之一，之前做出过非常好的机器人。付老师治学严谨，善于从生活现象出发科研，印象中他研究机器人行走，会去看他刚出生的小孩是如何走路的。这也隐隐地为我现在做双足人形机器人，埋下了伏笔。 那时的机器人已经初具人形吗？ 我们当时做的还不是完全人形，它有下半身，两条腿，上半身还没加上，不像现在全身一体协同去做工作。当时最主要的难点还在研究双足相对稳定的行走。当时AI这个领域还没有起来，算法都是纯计算类算法，而且那个时候连波士顿动力都还没有实现跑、跳等操作，能走起来就已经很牛了。当时的算法相对老一点，有更多人为的规则或者一些Heuristics（启发式算法）。而现在，不管是数据驱动，还是基于优化理论的方法，它都更加自动化，也更加通用。

做有用的研究，

而非纯数学游戏

Massayoshi 教授的技术思路是？对你的主要影响是？ 我博士课题在Massayoshi 教授组里，他是机电控制领域的鼻祖，可以认为现在的机器人系统就是机电控制系统的延伸。在博士阶段，技术上，对于硬件本体，以及如何去控制真的机器人的硬件系统，有了更深刻的了解和学习。这非常重要，智能的系统一定要和本体相结合，真的去控制这个机器人，像人一样去做各种各样的事情。 另外从思想上，我的导师带给我的启发是要做有用的科研。毕竟机器人属于工程学科，之前博士阶段有阵子我就钻到纯理论去了，有时候在工程学科，如果没有很好的一个 sense 来判断我们做的东西最终是否有用，可能就会变成一个纯数学游戏。自己当时觉得，我能推各种数学公式，好像很酷、很高端，但是可能最后花了很长时间，不一定真的有用，因为可能你研究的问题就是一个大家不重视、不重要或者是未来无用的问题。 怎么去定义有用，你们的研究组认为什么是有用的研究？ 我们的lab非常重视和产业界的沟通和合作，包括无人车项目。研究问题来自于产业应用中看到的难点和需求，再提炼成通用的科研问题，再利用通用方法去求解。很多问题我们就可以从产业界中来，就不是我们自己关在实验室里面去空想。时间精力有限，要放在真正有用，能够创造价值的这些问题上面。 无人车和后来的人形机器人研究是相通的？  实际上无人车就是一种机器人，在数学层面建模起来之后，公式都是一样的。只不过机器人确实更复杂，所以也会花更多的功夫，对求解精确性、算力的要求、复杂性会更高。技术角度，有非常多共通的东西，可以建模成同样的形式，优化的方法是通用的。但人形机器人自由度非常高，也比较复杂，它也涉及到跟地面接触等等dynamics。

人为什么这样走路？

万年进化，只为节能

创立星动纪元是怎样的过程？ 最开始以课题组科研课题为核心，前期经过几个月的摸索，包括路径、软硬件技术路线，再逐步招募团队。大概是去年开始有这样的想法，进行一些筹备、技术路线探索，后来逐渐形成成立公司的想法。其中很大的motivation，也是希望能够通过技术驱动，进一步推动人形机器人产业的发展。 小星最大的优势是什么？小星近期的优化目标是什么？

目前我们正在做的工作，包括行走的柔顺性、高动态性以及稳定性的兼顾，已经在真机上展示出来，它同时能够做到类似非常精准的单腿瑜伽平衡的动作，也可以走得比较柔顺，比较快，同时还能在崎岖路面保持平衡稳定。研究方面，我们也提出了一些新的手腿协调的工作，以及把大语言模型和视觉语言模型，与强化学习控制等相结合，提升泛化性的工作。未来希望往更高的动态发展，让它“跑起来”，更高的智能性，以及增强工业设计和算法上的“拟人化”。“拟人”实际上也和节能相耦合。 人的步态为什么好看？为什么人走路是这个样子？如果仔细去观察，人走路时腿部有一段时间是直的，触地的时间是打直的，抬腿的时候又是弯曲的。千万年来人直立行走进化出来这样的一个步态是非常节能的。 读本科期间，我就在研究步态，那段时间passive walking是比较火的方向，有好几篇《nature》、《science》的论文，论文中就提出，人之所以这样的步态是因为优化能量，当时我还去复现了这篇论文里的点，在程序里写了一个优化器，将节能作为走路的指标，在仿真中模拟出了非常类似人的步态，我们后续也会想办法在真机上去实现。 机器人硬件的本体也是自己去做的吗，涉及非常复杂的硬件？ 我们都是自己去设计，从底层零部件，包括电机、减速器、驱动器等等，以及整机的硬件结构，都是自主去设计，然后加工是找供应商代工。团队中各类人才都齐备，学机械设计、电子，包括软件算法等等，包括加工工艺都有相关的人才，都需要有经验的、聪明的人。 创立公司时，你心中有一个雏形吗？要做的机器人产品是什么样子的？它符合哪些人类的需求，当时有一个完整的途径吗？ 我们最终的愿景还是希望他能走进千家万户，这样的机器人目前暂时还没有。但是说未来到技术达到的时候，它一定会走进我们的千家万户，帮我们做各类事情，比如做保姆，或者餐厅服务员、工厂里的工人，这就有非常大的想象空间。

解决特定任务，倒咖啡还是炒菜，