随着2022年北京冬奥会临近，与冬奥相关的诸多高科技产品日益成为“网红”。
灵活避让障碍、身姿矫健通过旗门、人机交互并肩滑行……近日，一个六足滑雪机器人亮相沈阳滑雪场，灵活的身形和优美的姿势吸引了众多目光。记者了解到，这款滑雪机器人由上海交通大学自主研发，还获得了科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项支持。
无独有偶，在滑雪赛场之外，后勤服务也因加载“硬核科技”而吸睛。这两天，北京冬奥会、冬残奥会主媒体中心的智慧餐厅走进公众视线。在这里，从厨师到服务生均为机器人，消费者只需扫码点单，色香味俱佳的佳肴就会通过空中云轨自动送达对应餐桌上空，会“颠勺”的机器人大厨更是凭借厨艺征服了中外记者的味蕾。而这个智慧餐厅的主要设计人之一，同样来自上海交大。
在接受记者采访时，上海交大的研究人员不约而同地指出：未来，智能机器人技术应用前景广阔，更多“人机共融”模式的开启将为科技与娱乐的全新融合提供无限可能。
“六条腿”滑雪机器人，能在真实环境中穿行
和机器人一起滑雪，相信大多数人都没体验过。由上海交通大学高峰教授领衔、上海交通大学机械与动力工程学院和电子信息与电气工程学院组成的足式机器人研究团队研制的一款六足滑雪机器人，不仅能高速滑雪，还能躲避人群、自己规划最优路线。
日前，在沈阳滑雪场，这款滑雪机器人在初级与中级雪道中的测试中证明了自己具备敏捷的转弯、制动能力和强大的自主感知、规划能力。它能在雪场高速滑行，遇到障碍物还能急转弯，继续保持自己矫健的滑雪身姿，还能在滑行的过程中完成高山滑雪运动中的“过旗门”任务。
这款长有“六条腿”的滑雪机器人采用双板滑雪。中间四条腿分成两组，每两条腿固定在一个滑雪板上，用于控制滑雪板的位置和姿态；两侧两条腿分别加装了滑雪杖，用以模仿人，实现点杖功能。每个滑雪板具有五个自由度，通过控制滑雪板的位姿可以实现滑雪的速度控制、转弯和制动等功能。
“要知道，滑雪对人的稳定性和灵活性要求极高，设计机器人并研发控制系统参与滑雪活动，挑战不小。”高峰介绍，研究团队经过多次科研攻关，在机器人性能操控、感知规划等关键算法设计上取得了创新突破。
研究团队首先为机器人建立了“大脑”——智能系统，通过设计智能和行为智能的有机融合，使得机器人能够分析人的滑雪行为数据，模仿人的滑雪动作，适应户外雪面的环境特性，实现了自主快速稳定地滑行。
在设计过程中，研究团队分别以人工遥控和自主规划的方式在滑雪机上对机器人身高、身体俯仰角、重心前后位置、重心左右位置、左右雪板夹角、左右腿高低、左右雪板前后位置进行控制，完成速度控制和转向控制的测试。其中，人工遥控稳定转向滑行最高速可达3.2米/秒；自主规划匀速直线滑行最高速可达5.17米/秒，稳定转向滑行最高速可达2.45米/秒。正是这些关键技术的集合，使这款滑雪机器人通过无线远程人机交互控制，能在真实环境中实现在滑雪人群中穿行，在初级雪道和中级雪道完成高速滑雪和避障安全控制。它也能够在户外初级和中级雪道自动完成启动、滑行、转弯、制动，无需人为干预。
高峰介绍，冬奥会结束后，这款机器人还可以结合当下5G、无线网络等先进技术，通过远程控制，实现滑雪机器人同场竞技，创造电—机—竞的全新娱乐模式，为滑雪爱好者和青少年创造科技感十足的娱乐新风尚。
机器人化身“大厨”，会做300多道中式菜肴
智能机器人不仅上得了“厅堂”，还入得了厨房。胡辣鸡块、干炒牛河、蒜蓉西兰花……冬奥会智慧餐厅出品的机器人烹饪的各式菜肴，让人赞不绝口。不仅如此，餐厅内的机器人设备均支持24小时运作，非常高效智能。
“这个餐厅是按照标准化、模块化原则设计的，已经运行了一段时间。”智慧餐厅的主要设计人之一，上海交通大学机械与动力工程学院机器人研究所副研究员闫维新告诉记者，早在2005年他就开始关注烹饪机器人的研究与开发，还专门前往扬州学习厨艺。目前他已研发出60款以上餐饮服务类机器人。经过16年的迭代更新，如今，亮相冬奥会智慧餐厅的机器人已掌握近300种中式菜肴，还会制作汉堡、炸鸡和薯条等西式快餐，口味完全不输专业厨师水准。
下过厨的人都知道，中式菜肴包含煎、炒、烹、炸、煮多项烹饪工艺。一道佳肴不仅讲究火候，对配料和调料的投放也很有讲究。对机器人而言，看似简单的过程，科技含量满满。比如，在机器人提供用餐服务的过程中，必须有专业可靠的计算机硬件担当其控制系统的基础支撑，才能确保机器人自学习、自决策等功能的实现，确保机械模块有条不紊、精准无误地完成开盖、加油、填料等每一道工序。
那么，机器人大厨是怎么保证口味和水准的呢？“这有点类似武侠小说中的见招拆招。”闫维新告诉记者，团队将烹饪全过程进行数字化和动作化凝练，总结为工具模块、锅具模块、火控模块和投料模块4种标准模块，将其结合在一起，再配合控制系统进行复现，完成中餐的标准动作。比如大翻、小翻、圆周晃、直线晃等机械动作，对应人类厨师的晃、颠、划、翻、推、拉、扬、淋等各种锅具运动。
“餐饮行业‘无接触’式用餐服务已成趋势，餐饮服务机器人市场前景光明。”闫维新介绍，除了口味稳定、能实现中餐烹饪的标准化、节省人力成本等优点，餐饮机器人也有助于传承中国烹饪文化。“比如，我们可以记录大师们的烹饪配料、灶上动作和火候把控，再把标准化记录转化为机器人控制程序，复制、传承大师的烹饪技艺。”
此外，无人化操作还能降低食品安全风险。闫维新举例，烹饪机器人可以实现所有用餐数据的溯源，在食材选取、运输、中央厨房制作等各环节进行监督，有效保证食品安全。
