特斯拉創(chuàng )始人稱(chēng):“AsyouseeOptimusdevelop,it'sreallygoingtotransformtheworldtoadegreeevengreaterthanthecars”,引起了全世界對仿人機器人的高度關(guān)注。

 

這種仿人機器人,屬于雙足大仿人機器人,即身高在1.3m以上、雙腿可以行走、形態(tài)仿人的機器人。這類(lèi)機器人,是各種機器人中技術(shù)難度最大的一類(lèi),具有旋轉自由度異常豐富、對平衡能力要求極高、能夠完成多種非固定任務(wù)、適應人類(lèi)生活環(huán)境的特點(diǎn),可以成為人類(lèi)助手,用于生活、生產(chǎn)、軍事、太空探索等多個(gè)方面。

 

一、國際發(fā)展形勢

 

在2021年8月舉行的特斯拉“人工智能日(AIDay)”上,CEO馬斯克稱(chēng)正在研發(fā)“特斯拉人形機器人(TeslaBot)”,并公布了第一款產(chǎn)品擎天柱(Optimus)的三維渲染圖。根據6月3日最新消息,特斯拉將在今年9月30日第二屆“人工智能日”上發(fā)布仿人機器人原型產(chǎn)品,計劃2023年開(kāi)始批量生產(chǎn)。

 

通過(guò)公開(kāi)資料了解,特斯拉仿人機器人計劃采用電機方式驅動(dòng),機身采用輕量化材料,外形接近人類(lèi),其設計身高約為173公分,重約56公斤,具有40個(gè)自由度(每條胳膊6個(gè),脖子2個(gè),軀干2個(gè),每只手6個(gè),每條腿6個(gè))。有較好的平衡能力,行走更加自然,可以實(shí)現8km/h速度運動(dòng)?？梢詫?shí)現搬運功能,最多可提約20公斤的物品,手臂伸展舉力約4.5公斤。

 

 

 

特斯拉機器人TeslaBot

 

俄羅斯研制的第一代機器人航天員SkybotF-850(Fedor)于2019年8月搭乘“聯(lián)盟MS-14”飛船到達國際空間站,在軌完成了電纜截斷、電連接器插拔等測試任務(wù),于2019年9月返回地球。在靈巧操作、VR人機交互等技術(shù)方面取得諸多進(jìn)展。第二代機器人航天員計劃2024年發(fā)射,將開(kāi)展艙外作業(yè)任務(wù)。

 

圖俄羅斯機器人航天員SkybotF-850

 

Valkyrie,是美國航空航天局(NASA)研發(fā)的一款仿人機器人,目前還在研發(fā)調試狀態(tài)。機器人高1.9米,重125公斤。“女武神”胸前有一個(gè)類(lèi)似鋼鐵俠的指示燈,四肢和腰部都有很不錯的靈活度。Valkyrie配備了聲納和激光雷達,頭部、手部、腹部和腿部也都有傳感器。腿部的攝像頭也能夠幫助機器人從多個(gè)角度進(jìn)行環(huán)境觀(guān)察。

 

美國機器人航天員美國Valkyrie

 

國內持續研發(fā)時(shí)間最長(cháng)的單位——北京理工大學(xué)、中國第一家從事雙足大仿人機器人研發(fā)的公司——北京鋼鐵俠科技有限公司,均是國內仿人機器人研發(fā)優(yōu)勢單位。

 

二、國內產(chǎn)業(yè)現狀

 

北京鋼鐵俠科技有限公司,成立于2015年9月,建有中國人工智能學(xué)會(huì )榮譽(yù)理事長(cháng)李德毅院士專(zhuān)家工作站,是中國第一家從事雙足大仿人機器人研發(fā)和推廣的公司,是國家高新技術(shù)企業(yè)、中關(guān)村瞪羚企業(yè)、專(zhuān)精特新企業(yè)、北京市知識產(chǎn)權示范單位。

 

從成立至今,鋼鐵俠科技已經(jīng)成功研發(fā)五代雙足大仿人機器人ART,提出了機器人“運動(dòng)腦”概念和設計架構,深入研究機器人感知和控制技術(shù),持續開(kāi)發(fā)機器人操作系統ROS,取得了明顯的成果,獲得“中國商用機器人最佳品牌”“最佳技術(shù)創(chuàng )新獎”“中國最佳特種機器人”“國家服務(wù)機器人示范單位”“技術(shù)突破示范單位”等榮譽(yù)。

 

圖北京鋼鐵俠科技有限公司仿人機器人ARTROBOT

 

經(jīng)過(guò)六年多的發(fā)展,鋼鐵俠科技依托機器人“運動(dòng)腦”技術(shù),研發(fā)了多種輪式、腿式機器人,把人工智能和機器人技術(shù)結合起來(lái),牽頭制定了6項機器人領(lǐng)域國家標準,創(chuàng )始人張銳成為全國仿生學(xué)標準化技術(shù)委員會(huì )第一任委員,入選教授級高級工程師、中關(guān)村高聚工程領(lǐng)軍人才、北京市有突出貢獻的科學(xué)技術(shù)人才等人才項目,在高校教育、特種和工業(yè)領(lǐng)域展開(kāi)移動(dòng)型機器人應用。

 

鋼鐵俠科技的仿人機器人研發(fā)歷程,大致分為三個(gè)階段:2015-2017年,主要研究機械結構、步態(tài)算法、電氣組成,在機器人系統集成方面獲得突破,兩年研發(fā)了三代機器人產(chǎn)品;2018-2020年,主要提高機器人速度等性能指標和可靠性,又研發(fā)了兩代機器人;2021-今,鋼鐵俠科技根據客戶(hù)需要,針對具體場(chǎng)景、面向具體任務(wù)研發(fā)仿人機器人,先后承擔了兩項重要型號任務(wù)。

 

在科研項目方面,鋼鐵俠科技承擔了北京市科委重大專(zhuān)項“機器人高算力低功耗步態(tài)控制器研制”“高抗擾性目標檢測檢測技術(shù)及應用”,分別解決了仿人機器人控制器和目標檢測的難題。作為純內資的民族企業(yè),鋼鐵俠科技成為中國唯一一家有資格、有能力承擔國家重要任務(wù)的雙足大仿人機器人研發(fā)企業(yè)。