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手指靈活抓取水杯、搬運箱子，不怕來自正面的推踹……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（國際）小電機技術研討會暨展覽會上，中國電子科技集團公司第二十一研究所（以下簡稱中國電科21所）研發(fā)的第一代人形機器人亮相，引起業(yè)內(nèi)關注。
“我們所在整個機器人的產(chǎn)業(yè)鏈上都有布局，從外骨骼機器人到人形機器人，而人形機器人正是所有機器人中被公認的最復雜的形態(tài)。”談及為何選擇向人形機器人進軍時，中國電科21所機器人工程中心工程師蔣志勇說道。他表示，人形機器人對視覺識別、運動控制算法、靈巧操作、關節(jié)協(xié)調(diào)等方面也提出了更高要求。
“造人”的進化之路
“人形機器人涉及到的技術非常多，不僅是在某一個方向的技術迭代，更多的是各個學科間技術的交叉融合。”蔣志勇表示。
“一個高度擬人的人形機器人，至少需要 30 個自由度，才可以讓四肢、軀干頸部實現(xiàn)靈活仿生運動。”蔣志勇介紹道。而此次展示的人形機器人全身自由度達39個（擁有39個電動關節(jié)），單臂最大負載5kg，雙臂最大負載10kg，最大行走速度5km/h，目前，已具備拿水杯、搬運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。
那這樣一個像“人”的機器人，能在人類的生活中扮演什么樣的角色呢？據(jù)介紹，中國電科21所2020年初就開始布局人形機器人研發(fā)工作，經(jīng)過不斷的迭代研發(fā)后，目前該款人形機器人已初步完成整機在智慧物流場景下的測試應用驗證，未來可在工業(yè)制造、安防巡邏、應急救援等領域進行拓展應用。
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“當然，在目前平臺基礎能力還沒有完全具備的情況下，具身智能還有較長的一段路要走。”蔣志勇說道。
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“大長腿”的人形機器人
隨著身高的增加，人形機器人的研制難度也不斷攀升。在蔣志勇看來，五六十公分與一米三以上的人形機器人聽起來差別不大，但研發(fā)難度卻有一個質(zhì)的飛躍。
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“小型玩具機器人，重心相對更低，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，在運動控制算法、制作材料使用上也相差甚遠。”
相比于技術的迭代提升，蔣志勇更想提升產(chǎn)品可靠性。他表示，人形機器人要在各種環(huán)境和條件下走得穩(wěn)，難度頗高。“但產(chǎn)品級的機器人更需要可靠性和穩(wěn)定性，它起碼是要能夠防摔的。”
對于未來人形機器人的產(chǎn)業(yè)化應用，蔣志勇認為性能的提升與價格是需要解決的兩大問題。在他看來，人形機器人要真正走向市場，要不斷完善電機、驅(qū)動器、減速器等硬件設備，加上更加精準的運動控制算法，使得機器人能實現(xiàn)更多動作和功能，同時，也要引入更多傳感器和人工智能算法，讓機器人能夠自主應對不同的場景和情況。
據(jù)蔣志勇介紹，目前，研發(fā)團隊已完成計算機算法仿真工作，語音模塊則在開發(fā)中。今后，它可以聽懂人類發(fā)出的語音指令，并完成相關任務。比如用戶說“請給我倒杯水”，它就會前往取水處，再把盛滿水的杯子端到用戶面前。
目前，中國電科21所已經(jīng)開始了下一代人形機器人的迭代研發(fā)。蔣志勇表示，下一代人形機器人整個身體比例協(xié)調(diào)會更好一點，包括它的腿也會更長一些。“腿越長相對質(zhì)心就越低，我們這款人形機器人的質(zhì)心在腰部，隨著我們的技術迭代，未來的電科人形機器人或許也會擁有‘大長腿’，當然，我們現(xiàn)在也在嘗試另外幾種算法，讓人形機器人走路更加的輕盈、邁步更大。”
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上觀號作者：上海科技
