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手指靈活抓取水杯、搬運(yùn)箱子，不怕來(lái)自正面的推踹……不停地踩著小碎步走路的是此次展示的人形機(jī)器人，黑白相間，身高162cm，體重60kg，向我們展示了它行走、轉(zhuǎn)向等能力。
近日在上海舉行的第27屆中國(guó)（國(guó)際）小電機(jī)技術(shù)研討會(huì)暨展覽會(huì)上，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二十一研究所（以下簡(jiǎn)稱中國(guó)電科21所）研發(fā)的第一代人形機(jī)器人亮相，引起業(yè)內(nèi)關(guān)注。
“我們所在整個(gè)機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)鏈上都有布局，從外骨骼機(jī)器人到人形機(jī)器人，而人形機(jī)器人正是所有機(jī)器人中被公認(rèn)的最復(fù)雜的形態(tài)。”談及為何選擇向人形機(jī)器人進(jìn)軍時(shí)，中國(guó)電科21所機(jī)器人工程中心工程師蔣志勇說(shuō)道。他表示，人形機(jī)器人對(duì)視覺(jué)識(shí)別、運(yùn)動(dòng)控制算法、靈巧操作、關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)等方面也提出了更高要求。
“造人”的進(jìn)化之路
“人形機(jī)器人涉及到的技術(shù)非常多，不僅是在某一個(gè)方向的技術(shù)迭代，更多的是各個(gè)學(xué)科間技術(shù)的交叉融合。”蔣志勇表示。
“一個(gè)高度擬人的人形機(jī)器人，至少需要 30 個(gè)自由度，才可以讓四肢、軀干頸部實(shí)現(xiàn)靈活仿生運(yùn)動(dòng)。”蔣志勇介紹道。而此次展示的人形機(jī)器人全身自由度達(dá)39個(gè)（擁有39個(gè)電動(dòng)關(guān)節(jié)），單臂最大負(fù)載5kg，雙臂最大負(fù)載10kg，最大行走速度5km/h，目前，已具備拿水杯、搬運(yùn)箱子等靈巧操作能力，它還具有敏捷避障能力，能夠在斜坡、碎石地、草地等非平整路面穩(wěn)定行走。
那這樣一個(gè)像“人”的機(jī)器人，能在人類的生活中扮演什么樣的角色呢？據(jù)介紹，中國(guó)電科21所2020年初就開(kāi)始布局人形機(jī)器人研發(fā)工作，經(jīng)過(guò)不斷的迭代研發(fā)后，目前該款人形機(jī)器人已初步完成整機(jī)在智慧物流場(chǎng)景下的測(cè)試應(yīng)用驗(yàn)證，未來(lái)可在工業(yè)制造、安防巡邏、應(yīng)急救援等領(lǐng)域進(jìn)行拓展應(yīng)用。
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“當(dāng)然，在目前平臺(tái)基礎(chǔ)能力還沒(méi)有完全具備的情況下，具身智能還有較長(zhǎng)的一段路要走。”蔣志勇說(shuō)道。
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“大長(zhǎng)腿”的人形機(jī)器人
隨著身高的增加，人形機(jī)器人的研制難度也不斷攀升。在蔣志勇看來(lái)，五六十公分與一米三以上的人形機(jī)器人聽(tīng)起來(lái)差別不大，但研發(fā)難度卻有一個(gè)質(zhì)的飛躍。
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“小型玩具機(jī)器人，重心相對(duì)更低，基本上是依靠大腳底板，就可以很容易保持穩(wěn)定。一旦機(jī)器人身高變得比較高，它的結(jié)構(gòu)、控制方法就不一樣了，在運(yùn)動(dòng)控制算法、制作材料使用上也相差甚遠(yuǎn)。”
相比于技術(shù)的迭代提升，蔣志勇更想提升產(chǎn)品可靠性。他表示，人形機(jī)器人要在各種環(huán)境和條件下走得穩(wěn)，難度頗高。“但產(chǎn)品級(jí)的機(jī)器人更需要可靠性和穩(wěn)定性，它起碼是要能夠防摔的。”
對(duì)于未來(lái)人形機(jī)器人的產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，蔣志勇認(rèn)為性能的提升與價(jià)格是需要解決的兩大問(wèn)題。在他看來(lái)，人形機(jī)器人要真正走向市場(chǎng)，要不斷完善電機(jī)、驅(qū)動(dòng)器、減速器等硬件設(shè)備，加上更加精準(zhǔn)的運(yùn)動(dòng)控制算法，使得機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)更多動(dòng)作和功能，同時(shí)，也要引入更多傳感器和人工智能算法，讓機(jī)器人能夠自主應(yīng)對(duì)不同的場(chǎng)景和情況。
據(jù)蔣志勇介紹，目前，研發(fā)團(tuán)隊(duì)已完成計(jì)算機(jī)算法仿真工作，語(yǔ)音模塊則在開(kāi)發(fā)中。今后，它可以聽(tīng)懂人類發(fā)出的語(yǔ)音指令，并完成相關(guān)任務(wù)。比如用戶說(shuō)“請(qǐng)給我倒杯水”，它就會(huì)前往取水處，再把盛滿水的杯子端到用戶面前。
目前，中國(guó)電科21所已經(jīng)開(kāi)始了下一代人形機(jī)器人的迭代研發(fā)。蔣志勇表示，下一代人形機(jī)器人整個(gè)身體比例協(xié)調(diào)會(huì)更好一點(diǎn)，包括它的腿也會(huì)更長(zhǎng)一些。“腿越長(zhǎng)相對(duì)質(zhì)心就越低，我們這款人形機(jī)器人的質(zhì)心在腰部，隨著我們的技術(shù)迭代，未來(lái)的電科人形機(jī)器人或許也會(huì)擁有‘大長(zhǎng)腿’，當(dāng)然，我們現(xiàn)在也在嘗試另外幾種算法，讓人形機(jī)器人走路更加的輕盈、邁步更大。”
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上觀號(hào)作者：上海科技
