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gangzi0801

2024-03-08 22:54

人形機(jī)器人“走”向低成本高性能

人形機(jī)器人是多學(xué)科高端技術(shù)的綜合體。其發(fā)展進(jìn)步需要核心零部件、運(yùn)動控制和人工智能等基礎(chǔ)理論的有機(jī)融合，多領(lǐng)域單元技術(shù)、軟硬件一體化協(xié)同發(fā)展。
從全球范圍看，人形機(jī)器人技術(shù)近年來迅猛發(fā)展。世界一流人形機(jī)器人，如意大利理工學(xué)院的iCub和日本本田公司的ASIMO等，都已具備穩(wěn)定行走、上下樓梯、跑、跳等運(yùn)動技能。

國內(nèi)的一些高校、科研院所和頭部企業(yè)也相繼推出了自主研發(fā)的人形機(jī)器人系統(tǒng)，其功能、版本不斷迭代。中國科學(xué)院自動化研究所人形機(jī)器人攻關(guān)團(tuán)隊形成了基于“環(huán)境吸引域”高精度作業(yè)和類腦智能機(jī)器人理論等原始創(chuàng)新積累，推出了譜系化人形機(jī)器人Q系列，并將機(jī)器人大模型與人形機(jī)器人融合，實現(xiàn)了與人的自然交互、多任務(wù)協(xié)同工作以及突發(fā)情況應(yīng)對，初步完成了面向不同場景的技術(shù)驗證。深圳市優(yōu)必選科技有限公司也發(fā)布了面向工業(yè)場景的人形機(jī)器人Walker S，并展示了其行走、指關(guān)節(jié)活動、自主安裝靈巧手（磁吸式）、握錘等能力。上海傅里葉智能科技有限公司研制的通用人形機(jī)器人GR-1正式預(yù)售，打響了國產(chǎn)人形機(jī)器人量產(chǎn)的第一槍。星動紀(jì)元、智元機(jī)器人等新生代人形機(jī)器人公司相繼成立，不斷為人形機(jī)器人行業(yè)注入新活力。

過去一年里，我國在人形機(jī)器人領(lǐng)域單元技術(shù)方面取得諸多突破性進(jìn)展。在核心零部件方面，基于三次諧波減速原理的諧波減速器實現(xiàn)扭轉(zhuǎn)剛度、傳動精度大幅度提升；小體積、低能耗、大扭矩的空心杯電機(jī)為研制輕量化末端執(zhí)行器奠定了技術(shù)基礎(chǔ)；高性能力矩電機(jī)、伺服系統(tǒng)、控制器等核心零部件邁入批量生產(chǎn)階段，涌現(xiàn)出一批掌握關(guān)鍵核心技術(shù)的高新企業(yè)。

在運(yùn)動控制方面，除了常用的全身姿態(tài)控制與模型預(yù)測控制等傳統(tǒng)控制方法外，強(qiáng)化學(xué)習(xí)、運(yùn)動基元等新算法持續(xù)取得新突破。由此，人形機(jī)器人實現(xiàn)了更自然的擬人步態(tài)、更健壯的行走能力以及爬坡、上樓梯等高動態(tài)運(yùn)動能力。通過精簡零部件、簡化整體框架和創(chuàng)新制造工藝，千元級仿人機(jī)械臂與輕量化仿人五指靈巧手進(jìn)入市場，為進(jìn)一步降低人形機(jī)器人整機(jī)成本、賦能類人靈巧操作能力提供了重要基礎(chǔ)。

在智能認(rèn)知與決策方面，人形機(jī)器人視覺技術(shù)的發(fā)展與成熟提升了其對動態(tài)開放環(huán)境的感知與認(rèn)知能力；多模態(tài)大模型的技術(shù)加持進(jìn)一步強(qiáng)化了人形機(jī)器人與人自然交互的能力、理解并執(zhí)行多類復(fù)雜任務(wù)的能力，使其逐步向具身智能演化邁進(jìn)。