看国产机器人如何突破类人运动关键技术
机械刚性、动作生硬,类似于《变形金刚》中的“擎天柱”——提起人形机器人,这可能是大多数人的第一印象。如今,这种印象正随着柔性关节的应用而改变。
和人一样,决定机器人灵活度的是关节。由达闼机器人股份有限公司(以下简称达闼公司)自主研制成功的柔性关节,让机器人的动作可以像人一样收放自如。目前,世界上公开报导拥有这一技术的公司不超过四家。
智能柔性是关键
什么样的技术,能解决机器人“刚性有余、柔性不足”的问题?机器人实现类人运动的关键是什么?
这些都是达闼公司技术团队苦苦探索求解的核心技术难点。
在达闼公司的实验室里,科技日报记者见到卸去人形外壳的机器人“骨架”——颈、肩、肘、腕、手、腰、膝、全向轮底盘等处,遍布34个智能柔性关节。
让机器人像人,首先手要像。画家最难描摹的部位是手,人工智能科学家最难模拟的也是手。因为手是关节最集中的部位,它的每一个动作,都是一次复杂而精准的控制过程,由多个关节协同支撑完成。
尽管机器人研发历史已长达半个多世纪,但哪怕一个最简单的人类动作——端起一杯水递给人然后松开,机器人依然显得缓慢而笨拙,无法完全效仿。
“灵活的关节、精巧的控制,是机器人实现类人运动的关键。”2017年,达闼公司创始人黄晓庆带领团队开始研发服务机器人时发现,核心技术难点就是运动关节,“人体有206块骨头,已命名的关节就有78个,关节决定了机器人的灵活性,这些关节应是柔性的,它不同于工业机械臂的刚性。”
要让机器人实现灵活的柔性运动,需要感知、决策、执行等能力的综合提升,对机器人搭载的机械硬件、电子硬件、嵌入式软件、上层软件、智能算法等都有更具体的要求。
“柔性关节是服务机器人的核心零部件,它必须是智能的,即每一个关节都自带计算、通信和传感。”黄晓庆告诉记者。
彼时,国际上只有少数几家机构掌握智能柔性关节技术,如波士顿动力和NASA,但技术不公开,没有经验可循。