人形機(jī)器人“走”向高性能低成本

　　人形機(jī)器人是多學(xué)科高端技術(shù)的綜合體。其發(fā)展進(jìn)步需要核心零部件、運(yùn)動(dòng)控制和人工智能等基礎(chǔ)理論的有機(jī)融合，多領(lǐng)域單元技術(shù)、軟硬件一體化協(xié)同發(fā)展。

　　從全球范圍看，人形機(jī)器人技術(shù)近年來(lái)迅猛發(fā)展。世界一流人形機(jī)器人，如意大利理工學(xué)院的iCub和日本本田公司的ASIMO等，都已具備穩(wěn)定行走、上下樓梯、跑、跳等運(yùn)動(dòng)技能。

　　國(guó)內(nèi)的一些高校、科研院所和頭部企業(yè)也相繼推出了自主研發(fā)的人形機(jī)器人系統(tǒng)，其功能、版本不斷迭代。中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所人形機(jī)器人攻關(guān)團(tuán)隊(duì)形成了基于“環(huán)境吸引域”高精度作業(yè)和類腦智能機(jī)器人理論等原始創(chuàng)新積累，推出了譜系化人形機(jī)器人Q系列，并將機(jī)器人大模型與人形機(jī)器人融合，實(shí)現(xiàn)了與人的自然交互、多任務(wù)協(xié)同工作以及突發(fā)情況應(yīng)對(duì)，初步完成了面向不同場(chǎng)景的技術(shù)驗(yàn)證。深圳市優(yōu)必選科技有限公司也發(fā)布了面向工業(yè)場(chǎng)景的人形機(jī)器人Walker S，并展示了其行走、指關(guān)節(jié)活動(dòng)、自主安裝靈巧手(磁吸式)、握錘等能力。上海傅里葉智能科技有限公司研制的通用人形機(jī)器人GR-1正式預(yù)售，打響了國(guó)產(chǎn)人形機(jī)器人量產(chǎn)的第一槍。星動(dòng)紀(jì)元、智元機(jī)器人等新生代人形機(jī)器人公司相繼成立，不斷為人形機(jī)器人行業(yè)注入新活力。

　　過(guò)去一年里，我國(guó)在人形機(jī)器人領(lǐng)域單元技術(shù)方面取得諸多突破性進(jìn)展。在核心零部件方面，基于三次諧波減速原理的諧波減速器實(shí)現(xiàn)扭轉(zhuǎn)剛度、傳動(dòng)精度大幅度提升;小體積、低能耗、大扭矩的空心杯電機(jī)為研制輕量化末端執(zhí)行器奠定了技術(shù)基礎(chǔ);高性能力矩電機(jī)、伺服系統(tǒng)、控制器等核心零部件邁入批量生產(chǎn)階段，涌現(xiàn)出一批掌握關(guān)鍵核心技術(shù)的高新企業(yè)。

　　在運(yùn)動(dòng)控制方面，除了常用的全身姿態(tài)控制與模型預(yù)測(cè)控制等傳統(tǒng)控制方法外，強(qiáng)化學(xué)習(xí)、運(yùn)動(dòng)基元等新算法持續(xù)取得新突破。由此，人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了更自然的擬人步態(tài)、更健壯的行走能力以及爬坡、上樓梯等高動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)能力。通過(guò)精簡(jiǎn)零部件、簡(jiǎn)化整體框架和創(chuàng)新制造工藝，千元級(jí)仿人機(jī)械臂與輕量化仿人五指靈巧手進(jìn)入市場(chǎng)，為進(jìn)一步降低人形機(jī)器人整機(jī)成本、賦能類人靈巧操作能力提供了重要基礎(chǔ)。

　　在智能認(rèn)知與決策方面，人形機(jī)器人視覺(jué)技術(shù)的發(fā)展與成熟提升了其對(duì)動(dòng)態(tài)開放環(huán)境的感知與認(rèn)知能力;多模態(tài)大模型的技術(shù)加持進(jìn)一步強(qiáng)化了人形機(jī)器人與人自然交互的能力、理解并執(zhí)行多類復(fù)雜任務(wù)的能力，使其逐步向具身智能演化邁進(jìn)。

　　近年來(lái)，我國(guó)人形機(jī)器人技術(shù)持續(xù)突破，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大，呈現(xiàn)出星火燎原、百花齊放之勢(shì)。同時(shí)，新技術(shù)突破不斷推動(dòng)人形機(jī)器人向高性能、低成本、可批量制造的方向發(fā)展，規(guī)模化應(yīng)用將逐步為產(chǎn)業(yè)發(fā)展賦能。

　　2023年11月27日，人民網(wǎng)研究院發(fā)布的《人形機(jī)器人技術(shù)專利分析報(bào)告》顯示，中國(guó)已成為全球申請(qǐng)人形機(jī)器人技術(shù)專利最多的國(guó)家，累計(jì)申請(qǐng)數(shù)量達(dá)到6618件。這些專利為實(shí)施進(jìn)一步產(chǎn)業(yè)布局與大規(guī)模應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

　　未來(lái)，中國(guó)科學(xué)院自動(dòng)化研究所人形機(jī)器人攻關(guān)團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)面向國(guó)家重大需求，緊密圍繞構(gòu)建人形機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新鏈的總體目標(biāo)，持續(xù)攻關(guān)實(shí)體通用人工智能系統(tǒng)關(guān)鍵核心技術(shù);不斷培育重點(diǎn)系統(tǒng)、拓展場(chǎng)景應(yīng)用、營(yíng)造產(chǎn)業(yè)生態(tài)、強(qiáng)化支撐能力，從而提升我國(guó)人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力和影響力。　　◎本報(bào)記者 陸成寬