人形机器人在传统机器人基础上有较大的技术跨越,目前主要聚焦于运动控制能
力的提升。
长期来看,人形机器人有更强的柔性化水平,更好的环境感知能力和
判断能力,在运动控制能力、环境感知能力和人机交互能力上均需要有较大的突破。目前人形机器人首要需要解决的问题是如何实现像人一样去运动,并且能够兼顾可靠性、成本的因素,人机交互、环境感知等环节也会在未来长期发展之中
逐步完善。
人形机器人产业链与工业机器人产业链有一定相似性,上游是核心零部件以及 AI
配套基础设备与技术,中游为机器人生产和集成商,下游为各种应用领域。核心
零部件包括减速机、传感器、电机、运动控制器等。
28个执行器分别为肩关节(单侧三自由度旋转关节)6个,肘关节(单侧直线关节)2个,腕部关节(单侧2个直线+1个旋转)6个,腰部(二自由度旋转关节)2个
无框力矩电机没有外壳,可以提供更大的设备空 间,中间是中空形式的,便于走线;在设计中,可以使整个机器体积更小,因此可以提供更大的功率密度比
型伺服驱动器有三种类型,分别为常规伺服驱动器,SEA 伺服驱动器,本体伺服驱动器;主要由力矩电机,谐波减速器,电机编码器,输出编码器,驱动板,制动器组成
控制系统根据指令及传感信息,向驱动系统发出指令,控制其完成规定的运动,控制系统主要由控制器(硬件)和控制算法(软件)组成
电机驱动控制手段先进,速度反馈容易,绝大部分机器人使用电机驱动;液压驱动体积小重量轻,是机器人Atlas使用的驱动方案;气动驱动安全性高,应用于仿生机器人等
根据能量转换方式的不同,机器人的驱动方式可分为电机驱动、液压驱动、气动驱动等;现有的绝大多数人形机器人采用电机驱动
仿人形机器人既需要极强的运动控制能力,其核心 构成包括驱动装置(伺服系统+减速器),控制装置(控制器)和各类传感器,数量和质量要求可能更高
现阶段的人形机器人已经可以稳定地双足行走,实现了自动导航避障功能,可以基于感知信息进行一定程度的自主行动
人形机器人Digit主要为物流场景设计,可以拿起和堆叠18kg重的箱子,进行移动包裹、卸货等工作, “最后一 公里”配送功能也正在开发当中
复杂地形自适应平稳快速行走 U-SLAM视觉导航自主路径规划 手眼协调操作精准灵活服务 多模态情感交互仿人共情表达 动态足腿控制自平衡抗干扰
机器人HUBO以直腿态行走,更接近人的步态;全身有34个自由度,左右手分别有3,4个手指,可以操纵方向盘,攀爬梯子等,超过Atlas赢得了DARPA机器人挑战赛冠军
波士顿动力公司致力于研发具有灵活运动能力的多足机器人,主要包括四足机器狗Spot(用于工业巡检等场景)和带机械臂的移动机器人Stretch