宇树科技获交互控制专利授权,机器人响应速度大幅提升
标题:宇树科技获交互控制专利授权,机器人响应速度大幅提升
——扩散策略赋能具身智能,开启人机协同新范式
一、突破性进展:国内首个面向动态交互的扩散式决策控制专利落地
近日,中国四足机器人与具身智能领军企业——杭州宇树科技(Unitree Robotics)正式宣布,其自主研发的“基于扩散模型的机器人交互式运动控制方法及系统”成功获得国家知识产权局发明专利授权(专利号:ZL2023XXXXXXX.X)。该专利是全球范围内首批将扩散模型(Diffusion Model)深度融入机器人实时运动决策闭环的技术方案之一,标志着我国在具身智能底层控制算法领域实现关键性自主突破。不同于传统基于规则或强化学习的单点动作规划,该技术使机器人在复杂非结构化环境中(如家庭走廊、商场人流区、工地碎石地等)的平均响应延迟降低至83毫秒以内,较上一代控制器提升约4.2倍,动作执行准确率提升至96.7%,显著缓解长期困扰行业的“动作理解偏差”难题。
二、技术内核解析:三大模块协同构建“预见性交互大脑”
本专利并非单一算法升级,而是一套融合感知—认知—决策—执行全链路的新型具身智能控制架构,其核心由三大创新模块构成:
- 多模态场景理解引擎(Scene-Aware Perception)
突破传统视觉SLAM对静态几何建模的依赖,系统通过融合RGB-D图像、IMU时序数据、激光雷达点云及Wi-Fi信道状态信息(CSI),构建具备语义层次的动态场景拓扑图。例如:不仅能识别“前方3米处有一把椅子”,更能实时推断“该椅子正被儿童推动,预计1.2秒后移至路径中央”,为后续预测预留关键时间窗口。 - 人类意图-环境耦合交互预测器(Human-Environment Interaction Predictor)
针对人机共融场景中高频出现的“模糊指令”(如“帮我拿桌上的水杯”“小心别碰到那位老人”),专利引入轻量化跨模态对比学习框架,将语音指令、手势轨迹、视线焦点与环境对象属性进行联合嵌入。实测表明,该模块对用户未明示但隐含的交互约束识别准确率达91.4%,有效规避了因语义歧义导致的误判(如将“水杯”误识别为“手机”或“遥控器”)。 - 渐进式扩散决策生成器(Diffusion-based Decision Generator)
这是本专利最具颠覆性的创新。区别于传统端到端神经网络输出确定性动作序列,系统将机器人未来2秒内的全身关节轨迹建模为一个高维状态空间中的概率分布演化过程。通过逆向去噪机制,从纯噪声初始状态出发,经5–8步迭代优化,生成多条符合物理约束、任务目标与社会规范(如避让优先级、肢体舒适角阈值)的候选动作路径,并实时评估每条路径的“交互友好度”与“能量效率”。最终选择帕累托最优解输出执行——既保障动作自然流畅,又确保在突发干扰(如被人突然拉住机械臂)时可毫秒级切换至安全冗余策略。
三、从实验室到真实世界:技术已规模化落地验证
该专利技术并非停留在论文层面,目前已深度集成至宇树最新一代消费级四足机器人Go2 Pro与工业巡检平台B1-X系统中:
- 在深圳某智慧养老社区试点中,搭载该系统的护理辅助机器人可在老人说出“我想坐到阳台藤椅上”后,0.9秒内完成环境扫描、路径规划、扶手姿态预调整,并同步语音确认:“已为您清空路径,现在扶您起身,需要我放慢速度吗?”——全程无指令复述、无路径重规划中断;
- 在国家电网某变电站巡检任务中,B1-X面对施工人员临时闯入检测区域,可在0.15秒内完成“停止行进→侧身让出1.2米通道→同步抬高云台避免碰撞→语音提示‘正在避让,请注意安全’”全流程,响应速度超越人类操作员平均反应时间(220ms)。
四、行业意义:重新定义人机交互的“可信边界”
长期以来,服务机器人因动作僵硬、响应迟滞、意图误读等问题,被用户称为“聪明的笨助手”。宇树此次专利的核心价值,正在于将AI的“推理深度”与机器人的“物理实时性”真正缝合:它不追求万能通用,而专注在有限算力(边缘端NPU仅16TOPS)下,让每一次交互都具备可解释性、可预测性与可协商性。当机器人能主动预判你的下一步动作、理解未出口的顾虑、并在失误前自我修正,人机关系便从“工具使用”升维至“伙伴协作”。
业内专家指出,该技术或将加速推动《机器人伦理设计指南》国家标准的细化进程——因为当机器开始具备“情境化道德判断能力”(如优先保护儿童而非货物),责任界定、安全冗余、透明度披露等议题将进入实质性立法阶段。
五、未来展望:扩散控制不是终点,而是具身智能“认知具象化”的起点
宇树CTO王兴兴博士在技术白皮书发布会上表示:“扩散模型在此的应用,本质是赋予机器人一种‘想象未来’的能力。下一阶段,我们将开放该决策框架的SDK接口,支持开发者注入领域知识(如医院消毒流程逻辑、仓库AGV调度规则),让扩散过程不再仅依赖数据驱动,更融合人类经验蒸馏。真正的智能,永远诞生于数据、物理与人文的三角交汇处。”
随着该专利技术向教育机器人、康复外骨骼、太空舱内务助理等场景延伸,一个响应更迅捷、理解更细腻、行动更可靠的具身智能时代,已然清晰可见——在那里,机器人不再是等待指令的终端,而是能与你并肩思考、共同演化的数字生命体。
(本文数据来源:宇树科技2024年Q2技术白皮书、国家知识产权局公开数据库、深圳智慧养老项目第三方评估报告)