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全球主要人形机器人的控制解决方案汇总

来源:高工机器人     编辑:摩登7   时间:2024/10/17   主题:其他 [加盟]

人形机器人控制器通常由本体企业自主研发,控制器的优劣某种程度上可以反映出厂商 核心竞争力的高低,一方面人形机器人控制器搭载了很多核心的软件算法,这些软件算法属 于产品的核心竞争力;另一方面,人形机器人具有高度复杂的结构和功能需求,且每个人形 机器人项目在设计、性能和应用方面都有其独特之处,一般通用控制器很难满足这些特定需 求。

本田 ASIMO

控制计算机放置在躯体里,由四个运行着 VxWorks 实时操作系统的处理器构成,分别控制手、腿、关节、视觉,与输入输出控制板之间通过总线连接。

波士顿 Atlas

使用集成 IMU、联合位置和力传感器来控制自身的肢体动作。模型预测控制 器(MPC)使用机器人动力学模型来预测机器人未来的动作,优化行为,随时 间推移产生最佳动作。

欧洲 ICUB

动作指定并非基于系统本身,而是远端控制,使用名为 ARCHER 的学习型算法体系。用一台相机捕获并处理标的图像,对失败的尝试分析,并找出最佳的 射击角度、轨迹等。

法国 ROMEO

在基于 LPPA 所制作的控制图表功能上,提出了中心控制,架构,可以获得高 质量的被动步态模式。

软银 Pepper

支持通过 Wi-Fi 接入云端服务器,这能够令其表现和各类识别系统更加智能。 为了扩展其应用实现,厂商也公开发布了 SDK,开发者可个性化设定。

软银 Nao

使用网线或 WIFI 连接 NAO 与电脑,并通过 Mitek 智慧大脑软件控制。一个 CPU 位于头部,运行一个 Linux 内核,并支持厂商自行研制的专有中间件 (NAOqi)。第二个 CPU,位于机器人躯干内。

特斯拉 Optimus

特斯拉采用与 Autopilot 相同的算法框架,通过自动标注(Auto Labeling)、 仿真(Simulation)和数据引擎(Data Engine)形成训练数据用以训练 Optimus 的神经网络,使特斯拉人形机器人能够做到损伤控制、感知周围环境、自主 规划行动路径、直立行走并保持相对平衡等功能。

其中特斯拉 Optimus 使用自研的 HW3.0AI 芯片模组,同样实现了基于实时操作系统在 CPU 小脑上的运动控制和 GPU 大脑上的具身智能,是目前人形机器人控制系统架构中走在前 列的。

随着国内企业加速布局,国内产品已经能够满足各种复杂运动控制需求,并且在精度、 稳定性和可靠性等方面达到了较高的水平。但算法的迭代优化、二次开发需要大量的经验积 累以及场景的验证,导致国内外控制器差距主要集中于软件算法。在人形机器人领域,控制 器与人形机器人的适配性仍处于持续的验证过程中,国内外控制器厂商处于同一起跑线上, 因此,国产控制器有望在人形机器人领域完成软件算法的优化与积累,补齐软件短板。





人形机器人丝杠行业深度报告: 核心传动精密部件,国产化未来可期,市场规模249.5亿元

人形机器人将实现从0到1量产,根据摩登7测算,2025年和2030年全球人形机器人市场规模 分别有望达到1.4亿元和249.5亿元,2025-2030年全球人形机器人CAGR有望达到182%

人形机器人执行系统之灵巧手-空心杯电机

人形机器人灵巧手进行抓取动作,空心杯电机为核心部件;信号解析 汇总执行 输出转速 (高速、低扭矩) 降速增扭 直线传动转 换为旋转传 动 驱动传导 感知及力 反馈

人形机器人执行系统之旋转执行器-减速器

旋转执行器分布于肩部、手部等多自由度关节,作用是将某物旋转到一定角度完成旋转运动;驱动关节完成旋转动作,减速器为核心部件

人形机器人执行系统之线性执行器-行星滚柱丝杠

线性执行器位于膝肘等单自由度及腕踝等双自由度关节,将电机旋转运动转为直线运动;变旋转运动为直线运动,行星滚柱丝杠为核心部件

人形机器人整体构造及成本拆解:执行系统较为关键

人形机器人感知系统成本占比7.3%,执行系统成本占比53.2%;线性执行器成本占比31.0%;旋转执行器成本占比17.9%;其他成本占比39.5%

人形机器人BOM拆解分析-三大核心部分

执行系统BOM占比最高,约53.2%(其中直线、旋转、手部分别 占31.0%、17.9%、4.3%);感知系统占7.3%,其他芯片、电池等部件合计占比39.5%

中国人形机器人研发团队-24支机器人团队介绍

国防科技大学Blackman;哈尔滨工业大学HIT Humanoid; 理工汇童;浙江大学悟空;优必选WalkerX、优悠;小鹏汽车PX5;达闼科技XR-4;上海钢铁侠

工控&机器人系列深度-人形机器人空心杯电机:迎国产替代机遇

全球空心杯市场规模从2021年的6.75亿美元增长至2025年的9.36亿元,CAGR为8.52%。2021年全球空心杯电机市场规模仅占微特电机的1.73%

人形机器人擎天柱Optimus只申请外观设计专利(共 5 件)

特斯拉的外观专利全部有效,且主要集中在日本(4 件)和欧洲(1 件),其他已申请的方法类、结构类专利可能尚未公开

2023人形机器人技术专利分析报告-技术范围、核心权利人及相关产品、专利数据

技术当前发展阶段及趋势:指出技术进入稳定发展阶段,本体结构、智能感知、运动控制是热点;提供了对人形机器人技术发展、产业布局、市场趋势和未来方向的深入见解

软体手的多模态感知 Advanced Functional Materials

皮肤的多模态感知为摩登7感受真实的物理世界提供了重要的工具,机器人便能感知到物品的粗糙度,隔空拂过位置物品时,它甚至能像X射线和3D扫描仪那样感知到物品的材质和形状

由主动学习和AI驱动的智能自主实验[Nature Reviews Materials评论文章]

未来云端实验室可以被建设在太阳能/风能充足的荒漠中,科研人员可以从全世界任意一个地方控制云端实验室。园区内的两大主体——数据流和物质流,将分别由互联的AI网络和机器人网络负责运载
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