前不久,2025年第二届中关村具身智能机器人应用大赛在中关村国家自主创新示范区展示中心圆满收官。本届大赛聚焦“劳动最光荣”,以“具身引智、应用未来”为主题,自6月启动以来,大赛面向全球征集具身智能机器人优秀创新团队,并成功汇聚了国内外顶尖的科研团队、创新企业及行业专家展开激烈角逐与深度交流。
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覆盖三大核心赛道、围绕19项核心任务,从算法优化到真机实操,从学术创新到产业适配,参赛团队们成功展示了其在具身智能技术的前沿成果与应用潜力,并用硬核实力勾勒具身智能产业发展的新图景。
作为三大核心赛道之一,具身智能学术前沿与产业生态备受行业关注。该赛道兼顾学术创新与产业潜力,其中学术前沿赛项聚焦机器人交叉领域,包括多足机器人、轮足机器人、飞行机器人、软体机器人、机器人模型算法等前沿领域;产业生态赛则主要围绕机器人重点产业方向,涉及视觉传感器、力控传感器、一体化关节、灵巧手等,两大赛项主要考察参赛团队的创新能力与落地转化前景。
在众多参赛队伍中,北京理工大学智探灵鼠团队凭借一款巴掌大小、能够在狭窄管道与废墟中灵活穿梭的多模态脊柱型四足机器鼠脱颖而出,摘得学术前沿赛道的桂冠。
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▍瞄准痛点,研发攻坚
微小型仿生腿足式机器人具备良好的应用前景,可以广泛应用于重大民生及军事领域,针对足式机器人领域的研究已开展许久,但长期存在着核心痛点无法解决——
常规尺寸的四足机器人难以进入狭窄的、非结构化的空间作业,而微小型机器人又受限于执行器的功率密度,普遍存在运动能力弱、适应性差等问题。
智探灵鼠团队洞察到这一行业痛点,并从体积小巧、运动灵活的鼠类中获得启发,通过创新性地模仿生物脊柱与腿足的协同运动机制,成功研制出具有多运动模态的脊柱型四足机器鼠。
当然,想法的提出到具体的落地并非一墙之隔,仿生研发绝非“照猫画虎”那么简单。
智探灵鼠团队的成功就在于形成了一套行之有效的创新方法论——即典型的“从理论到实践,再从实践反哺理论”。
智探灵鼠团队首先通过广泛的文献调研确立了理论框架,其次在仿真环境中进行理论可行性的验证,随后开展实物部署,暴露现实情境下的各类问题并进行解决,最终将实验中发现的现象与得出的结论反馈至理论模型,从而形成闭环并进行不断的优化。
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在这一过程中,智探灵鼠团队主要从三个方面实现了创新突破。
其一,结构高仿生。团队基于生物运动-解剖学机理,通过研究生物鼠的运动,进行仿生多维映射与结构优化。
其二,参数多融合。团队通过采集真实数据,利用算法构建机器鼠的全身动力学模型,并通过持续的数据驱动,为参数优化提供了支撑。
其三,控制全协同。团队凭借多模态运动规划与控制技术,历经运动模态生成、参数变量控制、步态模式调整、关节轨迹生成、输出信号等流程,最终实现了机器鼠的脊柱-腿足协同。
智探灵鼠团队通过将仿生映射、数据驱动与控制理论深度融合,在20cm的尺度下部署了14个自由度,实现了高仿生多关节配置与控制硬件集成,构建出一套系统性强、可验证性高的技术方案,这也是团队夺得学术前沿赛道一等奖的最大优势。
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智探灵鼠团队的技术方案不仅在学术上具有前沿性,更展现出清晰的产业化转化路径。团队的相关研究成果已发表在IEEE transactions on robotics,Soft Robotics等期刊上,这一技术方案有效克服了微小型机器人运动灵活性不足的缺陷,为其在管道巡检、灾后救援等密闭复杂环境中的实际应用提供了新的技术路径。
▍跨学科协同,务实导向
当然,在整个备赛过程中,智探灵鼠团队也遇到了不少挑战。团队表示,这其中最大的挑战无疑是“从仿真到现实的跨越”——在仿真环境中表现良好的算法,一旦部署到真实的机器人上时,在执行器动态响应滞后、传感器噪声、地面摩擦变化等现实因素的诱导下,容易出现性能下降等问题。
为了攻克这一难题,团队迅速调整了研发方法,并制定出了一套系统化的应对策略:“数据-仿真-实物”闭环迭代的开发模式。
一方面,团队采集了大量生物运动数据与真实环境感知数据,用于反复打磨和校准其动力学模型,一次提升机器鼠对物理世界的适应能力;另一方面,团队开展了大规模的实物测试迭代,针对出现的问题快速调整机械结构、控制参数与代码逻辑。
通过这种开发模式,团队逐步缩小了仿真与现实之间的差距,最终实现了机器鼠在真实场景中的稳定且灵活的表现。
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在持续的技术研发与难题攻关的过程中,智探灵鼠团队积累了三大核心经验,能够为后续参与此类大赛的高校团队或创新企业提供借鉴。
第一,尽早开展实物验证,而不过分依赖仿真环境。团队强调:“仿真是理想条件下的探索,而实物测试才是检验系统鲁棒性的关键。”只有尽早接触真实的机器人,研究人员才能提前发现瓶颈,避免后续因仿真与现实的差距而进行不必要的返工。
第二,重视数据与文档的积累。团队表示:“每一次实验的参数、现象与改进都应被完整记录,这不仅是复现实验的关键,更是最终撰写项目报告和答辩材料的宝贵资料。”数据与文档的保存能够为完整的研发档案构建提供助力,从而清晰地展现研发历程。
第三,构建跨学科协作机制。团队在研发过程中清楚地认识到:“具身智能涉及机械、控制、算法等多领域,团队成员需保持高频沟通与协同调试,才能实现系统层面的整体优化。”单一专业的知识储备难以应对复杂的研发需求,良好的跨学科协同作战,是团队快速突破技术瓶颈的关键之一。
最终,凭借在创新性、实用性与稳定性上的综合优势,“智探灵鼠”团队击败众多强劲对手,斩获一等奖。这份荣誉的取得,离不开团队长期以来的潜心研发,更离不开对行业痛点的精准洞察与执着破解。
随着智探灵鼠团队的技术成果逐步落地,其微小型机器鼠有望在废墟搜救、管道检测、设备巡检等复杂场景中发挥重要作用,并为具身智能机器人在人工智能教育方面提供重要平台。
仿生智能的未来,值得期待。