在浙江杭州的一片测试场地上,一头银白色合金骨架的“机械猛兽”如离弦之箭般飞驰而出——这正是由浙江大学交叉力学中心、航空航天学院和杭州国际科创中心人形机器人创新研究院联合研发的四足机器人“白犀”。它以16.33秒完成百米冲刺,成功打破原由韩国机器人“猎狗Hound”保持的19.87秒成绩,刷新“四足机器人最快的100米”吉尼斯世界纪录。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
这项纪录成绩不仅是这支团队钻研三年的结晶,也突破了技术的边界。那么,“白犀”究竟是如何诞生,又靠什么跨越了“高速度”与“高负载”之间看似不可兼得的鸿沟?jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
正向设计,拓展工业边界jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
浙江大学交叉力学中心(XMECH)的工作专注于推动力学与人工智能、材料科学、系统工程等多个学科的深度融合。他们将这一研究方向称为“质智交叉”——让智能系统真正与物理世界深度互动,而非停留在虚拟仿真之中。“白犀”正是“质智交叉”理念下的成果——它不仅拥有坚固的金属“筋骨”,还嵌入了智能算法的“神经系统”。研发团队表示,“白犀”的诞生源于他们对机器人极限运动能力的长期追问。高速奔跑、高负载承重在传统设计中往往无法兼顾,而这正是他们希望打破的桎梏。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
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而选择挑战“百米冲刺”并非一时兴起。在自然界中,犀牛或马等动物能在维持体重的同时爆发出惊人的速度。但对机器人来说,“要力量就没速度,要速度就带不动负载”,这似乎是一个难以解决的老问题。“这是一个近乎苛刻的目标。”团队指导老师王宏涛教授指出,它不仅考验爆发力、速度,还检验机器人在快速变化中的姿态稳定和精密控制能力,“更重要的是,它能让我们知道,我们是不是走在正确的路上。”这不仅是技术层面的极限测试,更像是科研人员对自我认知极限的一次逼问。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
让“机械生物”具备爆发力与适应性jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
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“白犀”的核心技术突破来自一种被称为机器人正向设计的全流程优化方法。通俗来讲,它就像是给机器人“量体裁衣”前,先模拟每个关节、每块“肌肉”在不同情境下的作用力,找出全局最优解,而不是在已有结构上“补丁式”调整。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
团队建立了极为精密的动力学模型,并使用多目标优化算法来协同调整机器人的几何比例、电机规格和减速系统。这种从零开始的“设计即性能”理念,使得“白犀”在硬件上具备了强大基础。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
动力系统方面,XMECH自主研发了一套高功率密度关节驱动器,既能输出强大扭矩,又能实现快速响应,这就像给“白犀”安装了一套“赛车级”的肌肉系统。而真正赋予它智能运动能力的,是基于强化学习算法的动态控制策略。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
“白犀”与XMECH此前研发的“黑豹”机器人共同形成了一组生物力学命名体系——一个代表敏捷,一个代表力量。“黑豹”以速度著称,最快可达到10.9米/秒,而“白犀”则象征着工程技术更多元化的应用,实现了速度和力量的有机结合。“最值得一提的是,它的极限负载为100公斤,是能够同时实现高速奔跑和大负载能力的四足机器人。”团队成员、杭州国际科创中心博士后程绍文介绍。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
同时,“白犀”这个名字并不是为了酷炫,而是整个研发哲学的象征:白,代表它冷峻而精密的金属骨架;犀,象征它在高速奔跑下仍能保持沉稳如山的力量。自然界中的白犀牛在保持巨大体型的同时仍能爆发出每小时45公里的速度,“我们希望它(白犀)也能如此。”团队成员笑称。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
但要让机器人像白犀牛一样爆发出速度,却不是件容易的事。最让团队难忘的是一次在泥地测试中,“白犀”高速前冲时前腿陷入泥中,机身几乎前倾90度——但就在即将失衡的瞬间,它凭借实时控制算法调动关节力矩完成了“自我拯救,稳稳站住了脚步”。那一刻,大家仿佛看见了一个有感知、有意志的“金属生命”在挣扎、在突破,这也为这项成果注入了更多情感温度。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
一次冲刺,是一群人坚持多年的回响jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
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挑战吉尼斯世界纪录那天,整个团队都在拧紧最后一颗“螺丝”:有人在两端架设光电计时器,有人反复测量跑道距离,有人对拍摄机位精益求精,还有人静静地站在旁边,盯着“白犀”的状态灯,不发一语。他们知道,这一跑不仅是技术的检验,更是多年坚持、不断失败、一次次迭代之后,对“可能性”的公开宣告。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
最终,“白犀”以16.33秒完成百米冲刺,现场瞬间爆发出欢呼,但喜悦之中也蕴含着更多希望。“这不是终点,而是新的起点。”杭州国际科创中心研究员金永斌说。在XMECH的理念中,机器人真正的使命,不是炫技,而是为现实世界提供更可靠、更强健的智能行动平台。速度只是其中一个切口,背后折射的是中国科研团队在智能制造领域逐步展现的底气与信心。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
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这不仅是一项世界纪录的诞生,更是一个科研团队在跨学科融合、智能控制与机械设计上的深度协同成果。未来,“白犀”将被进一步拓展应用场景:从灾害救援到极端地形运输,它的意义也将从“跑得快”延伸到“跑得有用”。也许在不久的将来,我们就会看到“白犀”穿梭于地震废墟中救援、攀爬极地冰川进行勘测,甚至承担复杂的工业巡检任务。那时,人们回望这次冲刺,或许会明白,它不仅是一项挑战,更是一种全新科技可能性的开启。jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
(内容来源:浙江大学交叉力学中心、吉尼斯世界纪录)jZV知多少教育网-记录每日最新科研教育资讯
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