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人形機器人技術難點 高精尖技術的綜合

來源:平安證券      編輯:創澤      時間:2022/12/7      主題:其他   [加盟]

運(yun)動控制和人(ren)工智能是人(ren)形(xing)機(ji)器人(ren)技(ji)術落地(di)的核(he)心(xin)難點。

一(yi)(yi)方面,人(ren)(ren)(ren)形機器人(ren)(ren)(ren)的(de)(de)(de)(de)(de)機械構(gou)造、驅動(dong)和(he)控(kong)制的(de)(de)(de)(de)(de)復雜程(cheng)度(du)都(dou)遠高(gao)(gao)于(yu)現(xian)有的(de)(de)(de)(de)(de)機器人(ren)(ren)(ren)。要使人(ren)(ren)(ren)形機器人(ren)(ren)(ren)像人(ren)(ren)(ren)一(yi)(yi)樣運動(dong),并按要求(qiu)執行(xing)任(ren)務,開發(fa)者需(xu)要設計合(he)理高(gao)(gao)效的(de)(de)(de)(de)(de)機械結構(gou)(骨骼), 根據(ju)各部位運動(dong)需(xu)求(qiu)構(gou)建執行(xing)精度(du)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)驅動(dong)系(xi)(xi)統(tong)(肌(ji)肉),并開發(fa)具(ju)有高(gao)(gao)度(du)穩定性和(he)適應性的(de)(de)(de)(de)(de)控(kong)制系(xi)(xi)統(tong)(神(shen)經系(xi)(xi)統(tong)); 同時供應鏈層(ceng)面的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)、芯片、電池系(xi)(xi)統(tong)、零部件等(deng)也(ye)需(xu)要持續提質和(he)創新。

另一(yi)方(fang)面(mian),要賦予(yu)人形機器(qi)人以一(yi)定(ding)的(de)(de)自 主性完(wan)成任(ren)務(wu)的(de)(de)能力(li),即實現一(yi)定(ding)程度的(de)(de)認(ren)知和決策(ce)智能,尚(shang)需要人工(gong)智能軟硬件(大腦)的(de)(de)高度發展(zhan),道(dao)阻(zu)且長。

人形(xing)機(ji)器人技術難點(dian)如(ru)下

1 導航避障

涉及(ji)對環境的(de)認知,以及(ji)路徑規劃、避障、制動等決策,與自動駕駛(shi)存在相似之(zhi)處;但人(ren)形機器人(ren)工作(zuo)環境非結構(gou)化,且活動形式是在三(san)維空間中活動,所需(xu)決策可能更為復雜(za),需(xu)要人(ren)工智(zhi) 能的(de)進一步發展。

2 自主行動

包括與人(ren)的交互和與物的交互,目(mu)前的技術(shu)距離讓機器人(ren)自主決定“怎么做(zuo)”還很遙遠 , 要求人(ren)工智能軟硬件(算法+芯(xin)片)都發(fa)展到非常高(gao)的層次。

3 雙足行動

從(cong)保持(chi)站立,到穩定行(xing)(xing)走(zou)(zou)(zou)、實(shi)(shi)現(xian)跑(pao)動(dong),每一步(bu)都存(cun)在挑(tiao)戰。機(ji)械結(jie)構設計層(ceng)(ceng)面,需(xu)要(yao)(yao)(yao)合(he)理 設計機(ji)器人(ren)腿腳結(jie)構,以及各部分的(de)連(lian)接(jie)和(he)運動(dong)方式(shi);驅動(dong)層(ceng)(ceng)面,腿部輸出大扭(niu)矩的(de)需(xu)求(qiu),需(xu)要(yao)(yao)(yao)高功(gong) 率密度的(de)電機(ji);計算(suan)(suan)和(he)控(kong)制層(ceng)(ceng)面,規(gui)劃行(xing)(xing)走(zou)(zou)(zou)動(dong)作(zuo)涉(she)及多體運動(dong)和(he)接(jie)觸建(jian)模相關的(de)規(gui)劃和(he)運算(suan)(suan),實(shi)(shi)現(xian)有 適應性的(de)穩定行(xing)(xing)走(zou)(zou)(zou),以及跑(pao)動(dong)、轉彎等動(dong)作(zuo),則需(xu)要(yao)(yao)(yao)根據(ju)傳感(gan)器數據(ju)對動(dong)作(zuo)進(jin)行(xing)(xing)實(shi)(shi)時調整,對控(kong)制算(suan)(suan) 法和(he)控(kong)制器要(yao)(yao)(yao)求(qiu)較(jiao)高。

4 多指手和雙手協作

執行層面,要求更高精(jing)度的(de)(de)驅動,以及傳(chuan)感器的(de)(de)閉環反饋;決策和控制層面,可 能(neng)涉(she)及多傳(chuan)感器融合、實時(shi)計算(suan)與調整等挑戰,以確保找到動作(zuo)對象并施加適宜幅度和力度的(de)(de)動作(zuo)。

5 電源系統

滿足(zu)機器人復雜運算高能耗的(de)需求(qiu),同時(shi)盡可(ke)能延長續航(hang),對電池功(gong)率(lv)密度及電源(yuan)管(guan)理系統 提出要求(qiu)。

6 小體積+輕量化

零部(bu)件小型(xing)輕質、集成方式優(you)化;機器人(ren)本體材料創新。

7 散熱

散熱器(qi)件和(he)材料的(de)研發和(he)創新;芯片設計制造的(de)持續進步。

  



機械臂-高度非線性強耦合的復雜系統

一種用于機械臂的末端連桿裝置,包括末端連桿主體,末端連桿主體設置在機械臂的輸出端;至少一個握持部,握持部能夠被握持,與末端連桿主體一體地形成

SLAM、機器視覺、語言交互、操作系統與應用開發、云平臺構成機器人的軟件及集成方案

SLAM是即時定位與地圖構建,主要用于解決機器人在 實際環境中的定位與運動導航問題;云平臺為機器人提供更大的信息存儲空間和 超強的計算能力

芯片、控制器、伺服舵機、傳感器、減速器構成機器人的核心零部件

芯片主要負責機器人作業的數據計算和指令下達;控制器主要負責發布和傳遞動作指令;伺服舵機主要用于驅動機器人的關節;減速器主要安裝在機器人關節處

機器人“智”的體現:環境感知(傳感器)

傳感器是機器人具有類人知覺與反應能力的基礎,可分為用于測量智能機器人自身狀態的內部傳感器和用于測量與機器人作業相關的外部因素的外部傳感器

GB/T 8446.2-2022《電力半導體器件用散熱器 第2部分:熱阻和流阻測量方法》

可使用半導體器件或將符合歐姆定律的電阻性元件封裝在半導體器件管殼內制成的發熱元件作為熱源,避免半導體器件的導通角對功率計算的影響

中國智能機器人未來發展趨勢與前景

1政策扶持:機器人產業營業收入年均增速超過20%;2社會因素:勞動供給減少,人口老齡化和人工成本走高;3經濟發展:第三產業有望拉動對服務機器人的需求量

人形機器人的身高體重自由度價格

CyberOne(小米動力)身高177體重52自由度21最大負荷1.5成本70萬人民幣;Optimus身高172體重73自由度50最大負荷9成本2萬美元

特斯拉人形機器人結構介紹

電機驅動上擎天柱擁有 2.3KWH,52V 電壓的電池組;28個定制關節驅動器,6種關節驅動;采用仿生思維將機器人膝關節構造成四連推桿結構

特斯拉人形機器人功能有哪些?50個自由度,手指靈敏度高

特斯拉人形機器人采用智能駕駛攝像頭與Autopilot 算法,內置 FSD 芯片,能夠識別周 圍物理環境的高頻特征并進行立體渲染,良好的空間感知能力

人形機器人的發展及其趨勢

哈工大HIT-III機器人能完成上,下斜坡等動作;THBIP-II身高 0.75m,具有 24 個自由度;Walker機器人能完成上,下臺階等動作;鐵大CyberOne 13 個關節和21個自由度

送餐機器人兩個較為普遍的問題

送餐機器人推廣過程中也出現了一些技術瓶頸,在送餐過程中循跡路徑偏差,人機交互功能不夠智能化等問題,循跡過程中路徑穩定性和障礙物識別可靠性

機器人抓取學習,視覺示教遠程操作機器人

機器人心靈感應和類似技術將使機器人在更廣泛的環境中進行教學,使用我們的機器人遙動系統收集大規模數據,以教機器人在現實世界中自主行動和適應
 
資料獲取

服務機器人在展館迎賓講解
新聞資訊
== 資訊 ==
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迎賓講解服務機器人

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