特斯拉創始人稱:“AsyouseeOptimusdevelop,it'sreallygoingtotransformtheworldtoadegreeevengreaterthanthecars”,引起了全世界對仿人機器人的高度關注。
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、形態仿人的機器人。這類機器人,是各種機器人中技術難度最大的一類,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、適應人類生活環境的特點,可以成為人類助手,用于生活、生產、軍事、太空探索等多個方面。
一、國際發展形勢
在2021年8月舉行的特斯拉“人工智能日(AIDay)”上,CEO馬斯克稱正在研發“特斯拉人形機器人(TeslaBot)”,并公布了第一款產品擎天柱(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”上發布仿人機器人原型產品,計劃2023年開始批量生產。
通過公開資料了解,特斯拉仿人機器人計劃采用電機方式驅動,機身采用輕量化材料,外形接近人類,其設計身高約為173公分,重約56公斤,具有40個自由度(每條胳膊6個,脖子2個,軀干2個,每只手6個,每條腿6個)。有較好的平衡能力,行走更加自然,可以實現8km/h速度運動。可以實現
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,于2019年9月返回地球。在靈巧操作、VR人機交互等技術方面取得諸多進展。第二代機器人航天員計劃2024年發射,將開展艙外作業任務。
圖俄羅斯機器人航天員SkybotF-850
Valkyrie,是美國航空航天局(NASA)研發的一款仿人機器人,目前還在研發調試狀態。機器人高1.9米,重125公斤。“女武神”胸前有一個類似
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角度進行環境觀察。
美國機器人航天員美國Valkyrie
國內持續研發時間最長的單位——北京理工大學、中國第一家從事雙足大仿人機器人研發的公司——北京鋼鐵俠科技有限公司,均是國內仿人機器人研發優勢單位。
二、國內產業現狀
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會榮譽理事長李德毅院士專家工作站,是中國第一家從事雙足大仿人機器人研發和推廣的公司,是國家高新技術企業、中關村瞪羚企業、專精特新企業、北京市知識產權示范單位。
從成立至今,鋼鐵俠科技已經成功研發五代雙足大仿人機器人ART,提出了機器人“運動腦”概念和設計架構,深入研究機器人感知和控制技術,持續開發機器人操作系統ROS,取得了明顯的成果,獲得“中國商用機器人最佳品牌”“最佳技術創新獎”“中國最佳特種機器人”“國家服務機器人示范單位”“技術突破示范單位”等榮譽。
圖北京鋼鐵俠科技有限公司仿人機器人ARTROBOT
經過六年多的發展,鋼鐵俠科技依托機器人“運動腦”技術,研發了多種輪式、腿式機器人,把
人工智能和機器人技術結合起來,牽頭制定了6項機器人領域國家標準,創始人張銳成為全國仿生學標準化技術委員會第一任委員,入選教授級高級工程師、中關村高聚工程領軍人才、北京市有突出貢獻的科學技術人才等人才項目,在高校教育、特種和工業領域展開移動型機器人應用。
鋼鐵俠科技的仿人機器人研發歷程,大致分為三個階段:2015-2017年,主要研究機械結構、步態算法、電氣組成,在機器人系統集成方面獲得突破,兩年研發了三代機器人產品;2018-2020年,主要提高機器人速度等性能指標和可靠性,又研發了兩代機器人;2021-今,鋼鐵俠科技根據客戶需要,針對具體場景、面向具體任務研發仿人機器人,先后承擔了兩項重要型號任務。
在科研項目方面,鋼鐵俠科技承擔了北京市科委重大專項“機器人高算力低功耗步態控制器研制”“高抗擾性目標檢測檢測技術及應用”,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,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的雙足大仿人機器人研發企業。
