運(yun)動控制和人工智能是人形機器人技術(shu)落(luo)地(di)的核心難點。
一(yi)方面(mian),人形機(ji)(ji)器人的機(ji)(ji)械(xie)構造、驅(qu)動(dong)和(he)控制(zhi)的復雜程度(du)都遠(yuan)高(gao)(gao)于現有的機(ji)(ji)器人。要使(shi)人形機(ji)(ji)器人像(xiang)人一(yi)樣運(yun)動(dong),并按要求執行任務,開(kai)發(fa)者需(xu)要設計(ji)合(he)理(li)高(gao)(gao)效(xiao)的機(ji)(ji)械(xie)結構(骨骼), 根據各部位運(yun)動(dong)需(xu)求構建執行精度(du)高(gao)(gao)的驅(qu)動(dong)系統(tong)(tong)(肌肉),并開(kai)發(fa)具有高(gao)(gao)度(du)穩定性和(he)適應性的控制(zhi)系統(tong)(tong)(神經(jing)系統(tong)(tong)); 同時供應鏈(lian)層面(mian)的材料、芯片、電池系統(tong)(tong)、零部件(jian)等(deng)也(ye)需(xu)要持續提質(zhi)和(he)創新(xin)。
另一(yi)(yi)方面,要賦(fu)予人(ren)(ren)形機器人(ren)(ren)以一(yi)(yi)定(ding)的自 主性完成(cheng)任(ren)務(wu)的能(neng)力,即實現一(yi)(yi)定(ding)程(cheng)度的認知(zhi)和決策智能(neng),尚(shang)需要人(ren)(ren)工智能(neng)軟硬件(大(da)腦)的高度發展,道(dao)阻且長。
人形機器人技術難點如(ru)下
涉(she)及(ji)對環境(jing)的認知,以及(ji)路徑(jing)規劃、避障、制動(dong)等決策,與(yu)自(zi)動(dong)駕駛存在(zai)相似之處;但人形機器(qi)人工作環境(jing)非(fei)結構化,且活(huo)動(dong)形式是在(zai)三(san)維空間中活(huo)動(dong),所需決策可能更為復雜,需要人工智 能的進一步發展。
包括與人(ren)的(de)交(jiao)互(hu)和與物的(de)交(jiao)互(hu),目前(qian)的(de)技術距離讓機器人(ren)自主決定“怎么做”還很遙遠(yuan) , 要求人(ren)工智能軟硬件(算法+芯片)都發展到非常(chang)高的(de)層(ceng)次。
從保持站立,到穩(wen)定行(xing)(xing)走、實(shi)現(xian)跑動(dong)(dong)(dong),每一(yi)步都存在挑戰。機械結(jie)構設(she)計(ji)層面(mian)(mian),需要合理(li) 設(she)計(ji)機器(qi)人腿腳結(jie)構,以及各(ge)部(bu)分的(de)連接和(he)(he)(he)運(yun)動(dong)(dong)(dong)方式;驅動(dong)(dong)(dong)層面(mian)(mian),腿部(bu)輸出大扭矩的(de)需求,需要高(gao)功 率(lv)密(mi)度的(de)電機;計(ji)算和(he)(he)(he)控制層面(mian)(mian),規(gui)劃行(xing)(xing)走動(dong)(dong)(dong)作(zuo)涉及多體運(yun)動(dong)(dong)(dong)和(he)(he)(he)接觸(chu)建模相關的(de)規(gui)劃和(he)(he)(he)運(yun)算,實(shi)現(xian)有 適應性的(de)穩(wen)定行(xing)(xing)走,以及跑動(dong)(dong)(dong)、轉彎等動(dong)(dong)(dong)作(zuo),則需要根據傳感器(qi)數據對動(dong)(dong)(dong)作(zuo)進行(xing)(xing)實(shi)時(shi)調整,對控制算 法和(he)(he)(he)控制器(qi)要求較高(gao)。
執行層面,要(yao)求更(geng)高精度的(de)驅動(dong)(dong)(dong),以(yi)及(ji)傳感(gan)器(qi)的(de)閉環反饋(kui);決(jue)策(ce)和控制層面,可(ke) 能涉及(ji)多傳感(gan)器(qi)融合、實時(shi)計(ji)算與調整等挑(tiao)戰,以(yi)確保找到動(dong)(dong)(dong)作對象并施加適(shi)宜幅(fu)度和力度的(de)動(dong)(dong)(dong)作。
滿足機器人復雜運算高(gao)能(neng)耗的(de)需求,同時盡可能(neng)延長續航(hang),對(dui)電池功率密度(du)及電源管理(li)系(xi)統 提出要(yao)求。
零(ling)部件(jian)小型(xing)輕質、集成方(fang)式優化;機器人本(ben)體材料創新。
散(san)熱(re)器件和材料的研發(fa)和創(chuang)新(xin);芯片設計制造的持續進(jin)步(bu)。
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