人形機器人在傳統機器人基礎上有較大的技術跨越,目前主要聚焦於運動控製能 力的提升。
長期來看,人形機器人有更強的柔性化水平,更好的環境感知能力和 判斷能力,在運動控製能力、環境感知能力和人機交互能力上均需要有較大的突破。目前人形機器人首要需要解決的問題是如何實現像人一樣去運動,並且能夠兼顧可靠性、成本的因素,人機交互、環境感知等環節也會在未來長期發展之中 逐步完善。
人形機器人產業鏈與工業機器人產業鏈有一定相似性,上遊是核心零部件以及 AI 配套基礎設備與技術,中遊為機器人生產和集成商,下遊為各種應用領域。核心 零部件包括減速機、傳感器、電機、運動控製器等。
28個執行器分別為肩關節(單側三自由度旋轉關節)6個,肘關節(單側直線關節)2個,腕部關節(單側2個直線+1個旋轉)6個,腰部(二自由度旋轉關節)2個
無框力矩電機沒有外殼,可以提供更大的設備空 間,中間是中空形式的,便於走線;在設計中,可以使整個機器體積更小,因此可以提供更大的功率密度比
型伺服驅動器有三種類型,分別為常規伺服驅動器,SEA 伺服驅動器,本體伺服驅動器;主要由力矩電機,諧波減速器,電機編碼器,輸出編碼器,驅動板,製動器組成
控製係統根據指令及傳感信息,向驅動係統發出指令,控製其完成規定的運動,控製係統主要由控製器(硬件)和控製算法(軟件)組成
電機驅動控製手段先進,速度反饋容易,絕大部分機器人使用電機驅動;液壓驅動體積小重量輕,是機器人Atlas使用的驅動方案;氣動驅動安全性高,應用於仿生機器人等
根據能量轉換方式的不同,機器人的驅動方式可分為電機驅動、液壓驅動、氣動驅動等;現有的絕大多數人形機器人采用電機驅動
仿人形機器人既需要極強的運動控製能力,其核心 構成包括驅動裝置(伺服係統+減速器),控製裝置(控製器)和各類傳感器,數量和質量要求可能更高
現階段的人形機器人已經可以穩定地雙足行走,實現了自動導航避障功能,可以基於感知信息進行一定程度的自主行動
人形機器人Digit主要為物流場景設計,可以拿起和堆疊18kg重的箱子,進行移動包裹、卸貨等工作, “最後一 公裏”配送功能也正在開發當中
複雜地形自適應平穩快速行走 U-SLAM視覺導航自主路徑規劃 手眼協調操作精準靈活服務 多模態情感交互仿人共情表達 動態足腿控製自平衡抗幹擾
機器人HUBO以直腿態行走,更接近人的步態;全身有34個自由度,左右手分別有3,4個手指,可以操縱方向盤,攀爬梯子等,超過Atlas贏得了DARPA機器人挑戰賽冠軍
波士頓動力公司致力於研發具有靈活運動能力的多足機器人,主要包括四足機器狗Spot(用於工業巡檢等場景)和帶機械臂的移動機器人Stretch