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工业机器人手腕自由度有哪三种(波士顿动力最新机器人)

时间:2023-05-04 00:41:25 阅读:81676 作者:2432

对波士顿动力学来说,2020年最后一个月发生的事情很戏剧性。

12月29日,波士顿动力发布了机器人舞蹈视频,其运动能力和稳定性震惊了业界和大众。 在技术力量方面,没有人怀疑波士顿动力的领导能力。

19天前,据韩国经济日报报道,波士顿动力的老东家软银以不到1万亿韩元(约9亿2100万美元)的价格卖给了韩国现代集团。

软银一直积极推进波士顿动力的商业化。 2019年6月,推出首款商用四足机器人Spot,同时推进了双足轮式机器人Handle的仓储场景,参与物流。

虽然很难完全理解波士顿动力的商业化成果,但是面对资金压力,软银失去了耐心。 技术力量雄厚的波士顿动力再次上市,业界和大众对双腿机器人的商业前景感到担忧。

但是,业内对此也有不同的意见。 国内四足步行机器人草创公司宇树科技首席执行官热情的老师在知道的基础上说:“不必担心BD (波士顿动力)这一纯粹的商业上的变故。 光凭这个商业信息几乎无法推测实质的交易内容,所以对BD来说也许是件好事。 科学技术的商业化,难免有曲折。 对于像电脑和手机这样完全颠复人类生活的科技产品,在商业上也是层出不穷。 ”

有趣的是,与波士顿动力再次被抛售而陷入争论相比,中国本土的脚部机器人领域越来越充满活力。 产品和融资的进展在可以表现为“如火如荼”的同时,一些商业化的尝试也逐渐浮出水面。

中国本土脚足机器人发展几何?

足步行机器人可分为单足、双足、四足和多足,中国本土的足步行机器人研究,主要集中在双足和四足。 关节驱动方式一般采用电机驱动。

波士顿动力的双足步行机器人Atlas采用液压驱动,抗负荷刚性高,驱动力强,但噪声大,功耗高。 另外,机器人自重较重,不适用于工业机械以外的领域。 电机驱动噪声小,机器人自重更轻,适用场景更广。 波士顿首个商业化的四足机器人Spot也采用了电机驱动。

关于双足步行机器人,商业公司主要拥有钢铁侠技术、优必选、乐集机器人、荷福人工智能。

成立于2015年,研发团队来自中国科学院和航空航天所的“钢铁侠技术”,是中国本土最早开发商业化大型双足步行机器人的公司之一。

目前,钢铁侠技术正在重复着三代双足机器人的产品。 2016年3月开发了第一代双足步行机器人ART-0,可以像人一样双足步行,但只有12个自由度。 2017年8月,研制成功的第三代双足机器人ART-2,有36个自由度,可以十指相扣,像人一样抓住各种手势和东西,整体运动速度也有了明显的提高。

中国本土的企业除了直接开发大型的模拟双足机器人外,还存在着从小型双足机器人进入教育和娱乐市场后,开发大型模拟双足机器人的路线。 有代表性的企业有优必选和乐集机器人。

最好最初用小型双足步行机器人阿尔法打开教育市场。 乐集机器人也有面向教育市场的Aelos系列。 在2017年和2018年的CES上,乐聚机器人和优选的中大型人型双足机器人相继登场。

乐聚机器人Talos在2017年登场时,身高只有60厘米,是波士顿动力Atals的三分之一,但之后“长了一点”。 特点是步行算法,可以走得很快,最大步幅间隔约15厘米,每秒可以走3步,速度达到45厘米/s,相当于孩子的步行速度。

然后,优必选的沃克在2018年CES登场。 那时,沃克还只有两条腿没有胳膊和手。 2019年1月CES,经过一年的研发,沃克新一代登场,增加双臂和双手,可以结合机器的视觉能力,实现手部眼睛的协调把持。 另外,沃克的运动和平衡能力得到了提高,即使受到外部冲击,也可以自己调整平衡。

四足机器人方面,云深处、宇树科技、智引擎、蔚蓝等初创公司处于成长期。

云奥和宇树科技在杭州,前者成立于2017年底,浙江大学智能系统与控制研究所孵化,后者成立于2016年,创始人来自上海大学机械工程专业。

两家公司都因产品而出名。 云层深处的“绝影”于2018年初登场,展示了上坡踏雪等多种场景的运动能力。 虽然行走的流畅度是不及波士顿动力的机器人,

但依然吸引了很多关注。而后,绝影经过两次关键升级,运动能力得到提升,实现了四脚原地跳跃和远跳,能更好地适应复杂环境。

宇树科技的“莱卡狗”(Laikago)则在 2017 年 9 月发布,采用电机驱动。2018 年,“莱卡狗”开始少量出货,让宇树科技成为国内首个正式对外发售高性能自足机器人的企业。

在云深处和宇树科技之后,中国本土做四足机器人的初创公司逐渐多了起来。原因在于,2019 年 3 月麻省理工开源了 Mini Cheetah 的核心技术,一个小团队在此基础上就能优化设计出商业化产品,典型的公司有深圳智擎和南京蔚蓝。

中国本土腿足机器人的商业化探索

在全球范围,对腿足机器人的商业化探索,依然在早期阶段,并且面临着诸多阻碍,中国本土也不例外。

高成本,是制约腿足机器人商业化的关键问题。波士顿动力的首款商业化四足机器人 Spot,售价高达 7.45 万美元(约合人民币 53 万元)。2020 年 10 月,波士顿动力 CEO Rob Playter 透露,Spot 订单数为 260 份。

本田的双足仿人机器人 Asimo,运动能力极强,自由度和灵活度极高,被视为该品类的标杆,但相应地,价格也高达两三百万美元。2018 年 6 月,因为价格太高商业化受阻,本田决定停止研发 Asimo。

如何在脚足机器人的运动能力和售价间作出平衡,考验着所有从业者。在大型双足机器人领域,以优必选为例,他们通过自研伺服舵机、硬件模块化和减少制造及维护成本等方式,降低 Walker 的售价。优必选科技相关负责人告诉品玩,当大型腿足机器人能以一辆中档轿车的价格进入家庭时,才有机会进一步普及。

而在四足机器人领域,中国本土一些基于开源方案的公司,已经把产品价格拉低到 3 万多的水准。比如南京蔚蓝,最便宜的型号 AlphaDog C100,价格 3.69 万元起。不过,AlphaDog C100 型号是个中型尺寸,而且只有基础的载重能力,最高 5 千克(波士顿动力的 Spot 载重最大为 14 千克),运行时间也不长,持续行走只有 1.5 小时。而大尺寸、大载重的四足机器人产品,价格在 18.69 万之上。

应用场景,是脚足机器人需要突破的另一个难题。目前,中国本土商业公司的切入点集中在科研、展览、工业巡检和商业服务场景。

比如,优必选针对科研场景推出了综合科研平台——大型仿人服务机器人Walker +仿真平台,包含标准硬件、仿真平台以及配套软件服务。钢铁侠科技的商业化客户,也主要为高校和科技展览馆,主要是因为两者对价格都不太敏感,而且有固定需求。

云深处的绝影四足机器人,同样面向科研。一个最近的案例是,2020 年 11 月腾讯 Robotics X 实验室基于绝影硬件的基础上,开发了自足机器人 Jamoca。搭载上腾讯自主研发的“大脑”,Jamoca 成为国内首个能完成走梅花桩复杂挑战的四足机器人。

在科研和展览之外,商业公司还会尝试切入到一些细分垂直行业。比如,四足机器人的跨越障碍物能力,可以让其进入一些环境比较危险和恶劣的场地,代替人工去完成工作,比如电力/铁路巡检、消防救援、环境应急监测。目前,上海电力电缆公司已经尝试用云深处的绝影,进行线路巡检测试。

虽然中国本土腿足机器人发展迅速,但从整个行业的发展来看,依旧处于降低产品成本和探索应用场景阶段。波士顿动力所面临过的问题,本土玩家也躲不过。

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