编者按：奔跑、跳跃、攀爬、后空翻、踢足球、转手绢...人行机器人的“进化”可谓是日新月异。站立可以说是人行机器人最基本的技能。然而，近期一项由上海交通大学携手上海人工智能实验室等机构联合发布的全球首项技术突破——在可泛化及任意地形上成功站立的控制算法成果，标志着人行机器人真正意义上学会了站立。
01 从基础构建到智能融合 人行机器人向智能化不断进阶
人类在行走时，能够轻松应对各种地形，无论是平坦的马路、崎岖的山路，还是布满碎石的小道，都能自由站立、自如行走。但对于人形机器人而言，实现这一目标却困难重重。从技术角度来看，涉及复杂的力学平衡与控制、地形感知与建模，足部设计与地面交互等多个关键环节。
力学平衡是确保机器人的重心始终处于支撑面内。例如，在倾斜的山坡上，机器人必须实时调整腿部关节的角度和力度，以对抗重力的分力，维持身体平衡。这就如同操控一个精密的机械舞蹈家，每一个动作都需要精确的计算与控制。为了在各种地形中站稳脚跟，机器人需要配备多种高精度传感器，如激光雷达、摄像头、深度传感器等。这些传感器就像机器人的“眼睛”和“耳朵”，能够快速获取周围环境的细节信息。
但是，仅仅感知还不够，机器人还需要根据这些数据实时构建环境模型，理解地形的特征和结构。这就好比人类在进入一个陌生环境，能够快速观察和理解所有的地形、布局，进而自由行动。
从最初的机械式步履蹒跚，到能够在摔倒后自主站起，再到如今能够自如穿梭于复杂环境中的流畅步伐，人形机器人越来越有我们想象中的模样。近几十年来，机器人的站立行走技术历经了从基础构建到感知发展，再到智能融合的显著演变历程。
02 AI赋能 实现从特定环境到任意地形的“站立”跨越
即使当前人行机器人能够做到在复杂地形中完成多种高难度动作，然而，只是“站立”这个简单动作背后却蕴含着无数复杂的技术挑战与突破。
当前的人形机器人站立控制系统往往受限于特定条件或理想化环境下的操作能力，而现实世界中的各种复杂情况却难以应对。
上海交通大学、上海人工智能实验室等机构研究团队研发的全球第一个在可泛化地形、任意地形能够站起来的控制算法-HoST（Humanoid Standing-up Control，人形站立控制）[1]解决了这一难点。该算法利用强化学习框架，能都让人形机器人能够适应多样化站立姿势。研究人员已将其应用于宇树Unitree G1人形机器人上，并进行了实际测试。实验结果表明，不仅可以让人行机器人在全身躺在地上后快速站起来，在沙发、地板、斜坡、软垫等多种不同的室内环境中，从坐着、靠着再切换到躺着等各种姿势，机器人站起来动作依旧非常干脆利落；值得一提的是，在户外环境中，不管是躺在台阶上、靠着树坐着，还是全身平躺在铺满石子的路上、草坪上，机器人都能一激灵就能扭动膝盖快速站起来。
人形机器人在可泛化地形、任意地形中能够站起来，标志着人形机器人在真实世界应用方面迈出了重要一步，家庭、医疗、应急救援、未知探索等复杂、多元场景将迎来更多“智能模式”。例如，在救援领域，机器人可以在地震后的废墟、洪水淹没的区域等复杂地形中快速站立行走，并利用搭载的生命探测仪精准定位，成为救援方案制定的依据，同时，其灵活的机械臂还能协助清理一些小型障碍物，为被困者开辟出生命通道。在外星探测、深海探索等方面，人形机器人能够适应不同的地形环境，完成人类难以完成的任务。
亿朋观点：人工智能已成为推动人行机器人发展的核心力量，而数据和算法，是人形机器人实现不断“进化”的关键。DeepSeek R2即将推出，我们认为，将有望为人形机器人领域带来深刻变革。其先进的算法和强大的运算能力，将大幅提升人形机器人的感知精度，决策能力及学习能力也将得到优化，预计会推动人形机器人在更多场景中的应用。
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[1] Tao Huang Junli Ren Huayi Wang Zirui WangQingwei BenMuning WenXiao Chen Jianan LiJiangmiao Pang；Learning Humanoid Standing-up Control across Diverse Postures；12 Feb 2025.
论文网址：https://arxiv.org/html/2502.08378v1
