2018机器人国际学术顶会IROS一些见闻和感受

为期5天的2018 IROS今天在马德里落下了帷幕，作者在这里给大家分享一下在IROS的所见所闻所感——作者的research interests主要是集中于人形机器人(Humanoids)，腿足式机器人(Legged Robots)，关节驱动器(Articulation actuation)，欠驱动(Under-actuation)和机电设计(Mechatronics design)相关，因此下文的所见所感也主要是围绕以上topic。

Marc Raibert & Spotmini, 波士顿动力
可以说今年IROS的一大亮点就是Marc Raibert带来的Plenaries Talk，据我所知，Raibert已经缺席过最近很多年的IROS和ICRA了。Raibert的Talk还是整体以各种炫酷的机器人Demo展示为主，大部分的Demo是已经在Youtube上展示过的。
这个Atlas2跑酷的视频已经无需赘述是多么厉害了，这里我分享几个我从Raibert的talk中提炼出来的核心点：
1.“People nowadays are afraid of breaking robots when they do experiments ”，即Raibert委婉地指出现在业界，做例如双足机器人步行实验的时候都太“温和”了，害怕去损坏机器人硬件——这点是令我深有感触的：我在做相关实验的时候，有个“底线”就是不能损坏机器人，这种心态反而是会限制运动控制或者是硬件设计进一步的提升和进步，Raibert认为正确的心态是——"Build it, break it and fix it"。
2.“We got a hydraulic pump for Atlas2, which you can't find anywhere else”，即Raibert提及到Atlas2的液压泵具有超高的功率输出密度——5千瓦(kw)/5公斤(kg)。底层硬件和驱动器性能的差距依旧是个老生常谈而又不得不提的问题。
3.“Currently, we haven't applied any machine learning algorithm”，Raibert再一次强调目前没有使用任何所谓人工智能和机器学习的算法，但并不否认未来会使用——主要是运用在上层的sensing和perception上。
4.关于Spotmini明后年的商业化——Raibert在这次的talk中展示了一段很可爱的Spotmini跟着音乐跳舞的视频，很有可能推测Raibert对Spotmini未来实际的应用定位会有一部分在娱乐产业（例如Disney机器人主题公园etc）。Raibert此次也在私下场合提及到Spotmini的定价可能是在40-50万美元/台的价格level。

从IROS来看的几个科研发展趋势
我个人觉着，此次IROS最火爆的几个方向可以用如下几个关键词概括：
Neural 
NetworksMachine 
LearningVisualAutonomous
Driving

自然也是目前学术圈比较火热的方向，值得一提的是，今年IROS的最佳论文奖（Best paper award）和最佳学生论文奖（Best student paper award）包括相关的入围提名（Finalists）都是被以上几个方向的论文给统治级别的垄断。建议未来想入行做科研的学弟学妹往这些方向去靠拢，传统的机器人方向将越来越往工程应用层面去发展，而非科研。
在和我个人相关的领域：
比如说机器人本体和传动设计，比较前沿的方向是各种新材料的应用，集中在soft materials的范畴；
比如说机器人末端的触觉反馈（Tactile sensing），以往是更多的通过力觉（应变片或压力传感器）去做，而现在引入光学（Optics）和声学（Acoustics）的新型传感器，取得了很成功的效果；
比如说机器人关节驱动器，本体驱动器（Proprioceptive Actuator）的方案越来越和传统的弹性串联驱动器（SEA）来叫板。

机器人的制造工程工艺显著提升
这里提及的范畴主要是集中于高校、科研单位和相关的中小型公司（不讨论包括KUKA、ABB等大公司）。前几年IROS和ICRA的展会上的机器人相对来说，是相当“粗制滥造”的——糟糕的金属表面处理工艺，裸露的电器走线，大量廉价的3D打印结构件。今年的话，整体制造工程工艺水平让人眼前一亮，一些典型的例子如下：

部分展会上的机器人（此处部分图片取自罗秋月（南特中央理工），感谢）

给人整体的感觉就是——大量资金和工业界的力量涌入，机器人离产品化的距离越来越近了。

国家&地区间机器人发展情况和特征
今年IROS按照投稿人联系单位（Affiliation）所在国家的论文数量的前8名如下：
美国-英国-德国-日本-法国-意大利-中国（包括港澳，不包含台湾）-韩国
非常可喜地看到，来自中国的论文数量已经超越了瑞士、加拿大和澳大利亚等国家，总体数量已经跃居到了第七名。（但总体数量第7这样还是不符合中国目前的整体国力和经济情况，相信未来会越来越好！）
我个人感觉韩国最近几年的机器人产业发展非常地迅猛，今年韩国新推出了一款线驱动的双臂机器人，近距离接触后整体的制造工艺和水平让人非常惊艳，（即为上一个段落提及到的来自KOREATECH的AMBIDEX）：

AMBIDEX Link: https://www.youtube.com/watch?v=rgkeFg90BsI

要说说地区特征的话，最显著的就是美国和欧洲做机器人的差别（我的领域）：
美国：传统的机器人偏硬件和工程的活都被美国相应的公司给接手了，美国的高校更关注的是前沿和创新的内容，思路非常的发散和创新，很多了不起的工作现在看看可能没有太大的实际价值，但对未来的发展至关重要。
欧洲：更加传统，更具有工匠精神，把整体机器人的实现做的很精致，在工程层面上下了很多的功夫，更加关注现阶段的实际应用和价值，人才培养模式更加侧重机器人工程师的培养。

四足领域即将掀起一阵“腥风血雨”
此次IROS了解到很多四足机器人各大佬之间的未来动态和安排：
波士顿动力的Raibert提及到，明后年将会出售具备视觉和操作能力的Spotmini（40-50万美元的售价）；
苏黎世联邦理工（ETH Zurich）的Marco Hutter提及到将依托ANYmal这个四足平台，筹备类似2015年Darpa Robotics Challenge（DRC）的四足机器人的国际比赛；
MIT的Sangbae Kim也提及到将对外输送其MIT Cheetah Mini的硬件平台（学术合作层面，非商业产品对外出售）；
同时四足领域比较活跃的还包括：
杭州宇树科技（Unitree）的莱卡狗(Laikago)；
意大利技术研究院（iit）的HyQ 2 Max；
浙江大学（ZJU）的绝影；

部分四足机器人

四足领域很快硬件上的垄断就要被打破，越来越多的高校和研究所能够有机会通过较为低廉的价格获得机器人硬件平台，同时更多的诸如视觉和机器学习的应用能够在实际物理平台上落地，未来会有更多炫酷和有实际应用价值的demo出现，一颗赛艇（Excited）！

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