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廣州造人形機器人（rén）力拔40kg勇打工

2024-11-25 來源：- 作者：-

擁有完備機器人產業鏈（liàn）的廣（guǎng）州，也在人形機器人領域發（fā）力。8月6日，廣（guǎng）州企業發（fā）布一款雙臂載荷達40kg的全尺寸人形機器人“裏工D1”，這是（shì）國內首個由協作機器人廠商製造的全尺（chǐ）寸人形機（jī）器人，其雙臂載荷（hé）相較（jiào）目前人形機器人普遍2~5kg的（de）載荷能力（lì）有較大（dà）突（tū）破。功能強大的人形機器人背後有哪些科（kē）技奧秘，記者采訪（fǎng）了相關企（qǐ）業和科學家。

工業（yè）應用：

國內外都（dōu）處在飛奔狀態

“人形機器人行（háng）業，國內外都處在（zài）‘飛（fēi）奔’的狀態。”剛剛從北京世界機器（qì）人大（dà）會參會回來的廣州裏工實（shí）業有限公（gōng）司（sī）CEO李衛銃向記者介紹，到2030年（nián），預計將有110萬台人（rén）形機（jī）器人有機會進入到全球工業場（chǎng）景的（de）應用，“工業場景有獨特性，它相對收斂，比較容易預知行為（wéi）和結果，建立一套（tào）垂直AI模型後，人形機器人的應用（yòng）就會比較安全和方便，同時，我們對機器人改造的成本也比較低。”

送機器人進廠打工成趨勢

目前，國內（nèi）工業領域人形機器人的頭部玩家已經邁出了“送機器人進廠打工”的步伐。

在廣州，廣（guǎng）汽集團目前正（zhèng）在探索人形機器人的未（wèi）來應（yīng）用場景，公司表示，人形機器人對車企的降本增效有待驗證。小鵬（péng）汽車相關負責（zé）人告訴記者，公司目前（qián）是全國首個（gè）、全球唯二，同（tóng）時自主研發AI汽車（chē）和AI機器人的車企。小鵬全新人形機器人將於2024年小鵬汽車“1024科技日”亮相。公司表示，該機器人擁有全新科幻造型；集成AI大模型、具備思考能（néng）力、動作擬人（rén）；同時擁有（yǒu）全球領先靈巧手，相比（bǐ）上一代自由度（關節）更多，具有觸覺能力，可完成精細操作。

這次世界機（jī）器人大會上，我國生產的D11係列人形機器人已可以根據應用場景不同，衍（yǎn）生出“力量型”和“靈（líng）巧型”不同的產品，目前已在長虹電視生產車間測（cè）試應（yīng）用，承擔著零件分揀、重物搬運等工作。

7月1日，我國人形機器人企業優必選北京與一汽大眾達成合作，雙方（fāng）將在一汽大眾位於青（qīng）島的國家級（jí）智（zhì）能製造示範工廠探索人形機器（qì）人在工業場景的深度應用，打造高智能化和柔性化的生產線及汽車無人工廠。

此次合作中，一（yī）汽大眾將向優必選開放其位於（yú）青島的“國（guó）家級智能製造示範工廠”生（shēng）產線應（yīng）用場景，引入（rù）工業版人形（xíng）機器人Walker S開（kāi）展汽車製造過程中的螺栓擰緊、零件安裝、零件轉運等工作。據悉，Walker S今年已入駐蔚來、極氪等（děng）多家車企智慧工廠“打工”。

明年一季度有望交首批貨

“在（zài）汽（qì）車工業十分發達的廣州，人形機器人的應用場景是非常廣泛的。”李衛銃（chòng）告訴（sù）記者（zhě），公司發布“裏工（gōng）D1”後第二天，就有企（qǐ）業前（qián）來詢價，並希望快（kuài）速購買到，“這家企業需要工人不斷搬運30kg左右的商品，這對於工（gōng）人（rén）來（lái）說苦不堪言，而我們可（kě）實現40kg負（fù）重的產品，正好可（kě）以幫助工人解決這個難題。”李衛銃介紹，公司有望於明年一季度交出第一批人形機（jī）器人商品，“目前我們已經有2個訂單在手，2025年計劃是40個。”

談到人形機器人在工業場（chǎng）景的應用，廣東省科學院（yuàn）智能製造研究所機器人技術團隊的吳鴻（hóng）敏博士（shì）表示，人形機器人與傳統機（jī）器人相比更（gèng）加靈巧，可（kě）以滿足多樣（yàng）化場（chǎng）景的（de）生產需（xū）要，在電子、汽車、家電企業（yè）都有廣泛的應用前景（jǐng），此外，人形機器人還比較適合在有毒有害的（de）工業環（huán）境中代替人類完成任務。

廣州優勢：

軟件領域強應用場景廣

·核心（xīn）算法研（yán）究關鍵技術攻（gōng）關能力強（qiáng）

·智能化工廠提供了廣泛的應用前景

·本地企（qǐ）業伺服控製係統、電（diàn）機（jī）製（zhì）造（zào）水平高

吳鴻（hóng）敏（mǐn）參與機器人研究已有10多年，一直以來從事（shì）機器人技能學習和柔（róu）順控製方麵研究，研究（jiū）願景是機器人能像人類一樣完成各項複雜任務。在（zài）吳鴻敏看來，發展人（rén）形機器人，廣州比較有優勢之處是核心算法研究和關鍵（jiàn）技術攻關能力較強，“廣州擁有廣東省超80%的科研院所，以及廣州數控、廣（guǎng）州裏工（gōng）實業等一批機器人本體（tǐ）研發企業，此外（wài）還有多個與人工智能緊密（mì）相關的國家、省部級重點實驗室，可以為人形機器（qì）人係統（tǒng）研發提（tí）供非常好的技術支撐。”

此外，龐大的製造業，特別是汽車、家電製造（zào）業的智能化工（gōng）廠，也為人形機器人（rén）的（de）發展帶來了廣泛的應用前景，人形機（jī）器人可（kě）以在這些場景中（zhōng）不（bú）斷推陳出新，完善各項功能（néng）。

吳鴻敏表示，機（jī）器人的三大（dà）核（hé）心零部件是精密減速器、伺服係統、智能控製器。經過多年（nián）來的發展，國產的核心零部件水平已經逐漸實現與（yǔ）國際先進水平“並跑”，但（dàn）在精密性上，仍有一定差距。廣州（zhōu）本（běn）地的機器人零部件生產企業中，伺服控製係統、電機的製造水平比較高，但未來仍應吸引更多頭（tóu）部企業來穗設廠，進一步做強機器人產業鏈。

據悉，廣州機器人產業已形成了涵（hán）蓋上遊減速器、控製器（qì）、伺服電機等關鍵零部件，中遊（yóu）機（jī）器人本體，下（xià）遊係統集成的機器人產業鏈。2023年，廣州市智能裝備與機器人實現增加值為532.67億元，同比增長3.4%，工業機器（qì）人產量（liàng）近1.5萬套，同（tóng）比增長47%，逐步培育（yù）形成了具有區域特色的涵蓋上（shàng）遊減速（sù）器等關鍵零部件，中遊智能專用（yòng）設備、智（zhì）能機（jī）器人、增材製造設備，下遊細分領域智（zhì）能成套裝備的智能裝備與機器人（rén）產業（yè）鏈。

家庭場景：

洗碗做（zuò）飯已有實踐

相較於進入工業場景，人形機器人來到家庭為人服務，或許（xǔ）更令人興奮。李衛銃告訴記（jì）者，他預計到2030年左右，全球將有20萬台人（rén）形機器人進入家庭（tíng）。

世界機器人大會上，我國機器人企（qǐ）業優理奇的展台上，人形機器人Wanda正在製作（zuò）漢堡包，工作人員介紹，這款（kuǎn）機器人（rén）作為（wéi）家庭（tíng）服務機器人，可（kě）以自動識別你亂扔在家裏各個角落的衣服，自動撿起（qǐ）並拿去洗衣機洗，還（hái）能在你吃完飯後給你收盤子、洗（xǐ）碗，還能清潔地板。據公司介紹，該人形機器人通過自研世界首款觸覺大模型UniTouch、中樞平台、靈活（huó）類人的仿生手臂及核心部（bù）件（jiàn）、泛化（huà）的（de）運動基元等，正實現（xiàn）不（bú）少複雜的功能。基於觸覺大模型驅動和柔性夾手（shǒu），Wanda可以夾起豆（dòu）腐，為人類打下手。

“人形機器人確實可以幫助我們應對老齡化社會的挑戰，但關鍵還要看這個機器（qì）人到底會多少，其工作的精（jīng）度和效率有多高，如果它能把家裏（lǐ）照顧得井井有條，幾十萬元也會有人買，但如（rú）果隻能掃（sǎo）地拖地，那大家肯定還是願意使用物美價廉的掃地機（jī）器人。”吳鴻敏告（gào）訴記者。

麥克風（fēng）收音+AI翻譯

機器人的正麵和背部都配有麥克風陣列收音，通過視聽多模態確權，機器人就能屏蔽其他人的聲音，隻關注對話的人。AI模塊能夠把對話翻譯為它要工作的內容。

視覺傳感器做判斷

機器人頭部通常放有視覺傳（chuán）感器，位置較高。以“裏工D1”為例，在麵（miàn）對人類講（jiǎng）話時，它的視（shì）覺傳（chuán）感器會觀察“是誰的嘴巴（bā）在朝著它動”，然後把頭和軀幹扭過去。

“午休”充電可幹8小時

人形機器人的軀幹部（bù）分主要安裝（zhuāng）了能量模（mó）塊和判斷決策模塊。軀幹的長續航電池為電機提供（gòng）動力。以“裏工D1”為例，其電池續（xù）航時間可達4小時。隻要午休充電，機（jī）器人就基本可以與人類（lèi）工友協同工作（zuò）8小時。

高算力芯片聽懂人話

判斷決策係統主要包括高算力芯片等計算機核心部件，在AI大模型的幫（bāng）助下，該模塊（kuài）可利用相關算（suàn）法“讀懂”人類命令，生成指令，控（kòng）製電機用電，從而驅（qū）動機器人完成各項任務。

網絡（luò）模塊雲端通（tōng）信

機器人軀（qū）幹部位還有（yǒu）網絡模塊，方便機器人（rén）通過Wi-Fi和5G實現雲與（yǔ）端通信。後續，機（jī）器人通過這些網絡模塊（kuài）可以完成係統（tǒng）升級和補（bǔ）丁修（xiū）複。

軀幹視覺（jiào）傳感器專盯地麵

軀幹下半部位有一個專盯雙（shuāng）腳的視覺傳感器，負（fù）責監控地（dì）麵情況。傳感器會傳遞相關信號，讓AI判斷地麵（miàn）是否平（píng）整（zhěng）。

“靈巧手”：核心部分不可替代

“靈巧手”是目前最像人手（shǒu）的（de）機械手，在機器（qì）人技術眾多賽道中，“靈巧手”被稱為機（jī）器人（rén）的“最後的一厘米”。作為具身機器人與（yǔ）環境交互的末端執行器，“靈巧手”是深度仿生、柔性感知、微機電係統、高性能材料等前沿技術交叉融合的集大成者，是實現（xiàn）智能機器人技術變革躍遷的（de）關鍵突破口。而“裏工D1”的一隻“靈（líng）巧（qiǎo）手”共有17個關（guān）節，其中（zhōng）手掌（zhǎng）上的關（guān）節就有13個。

“靈巧手”要實現真正的靈巧，就（jiù）需要精密（mì）減速器、高精度傳感（gǎn）器等精密（mì）儀器的控製（zhì）約束，“放到（dào）工業（yè）場景來講，我們要求機器人要達到（dào）±0.03毫（háo）米的關節重複定位精度，這也是我們生產人形機器人的標準要求。”李衛銃介紹，“裏工D1”和其他人形機器人最大的不同是，一雙“靈巧手”可以負重40kg重物，從而可以減（jiǎn）少工人幹髒活、累活（huó）的時長和概率（lǜ）。

吳（wú）鴻敏告訴記者，“靈巧手”是人形機器人身上最核心關鍵的部位（wèi），“在（zài）手指微（wēi）小的（de）空（kōng）間裏，需要安裝高靈敏度的傳（chuán）感器、精（jīng）密減（jiǎn）速器、電機、關節等，再配（pèi）合算法，‘靈巧手’才能完成人類雙手所能完成的工作，這也是所有人形機器（qì）人企業都在著力突破的難點，沒有‘靈巧手（shǒu）’的操作，很多任務是（shì）做不了的，它需要收集觸覺信（xìn）息，同時（shí）完成多手指的協同操（cāo）作，才能完成很精巧的任務（wù）。將來，人形機器人不一定會完全以人形出現，比如會是一個輪子代替雙腿，但‘靈巧手（shǒu）’卻是不可替代（dài）的。”

雷達+觸覺傳感器避障

頭部的視覺（jiào）傳感器（qì）配合軀幹的激光雷達等設備，方便機器（qì）人觀察周圍的（de）環境，通過人工智（zhì）能方法實現提前避障。機器人全身幾乎布滿觸覺傳感器，“讓機器人在（zài）接（jiē）觸到外力時會自動停下，以免發生危險。”李（lǐ）衛銃（chòng）說。

關節普遍有48~52個

人形機器人要實現各種（zhǒng）動作，自然離不開全身關節（jiē）的協調運轉。目前，人形機（jī）器人身上的關節普遍有48~52個，由電機驅動。關節（jiē）最多的地方是雙手，行內稱之為“靈巧手”，共有17個關節，其中手掌上的關節就有13個。

除（chú）了使用（yòng）電（diàn）機驅動關節，美國也有使用（yòng）液壓係統來驅動，讓機器人的（de）動（dòng）作更流暢和類（lèi）人。不過，李衛（wèi）銃表（biǎo）示，這（zhè）種設計成本高昂，通常一台液壓（yā）人形（xíng）機器人的成本會超過100萬美元（yuán），也容易出現液體泄漏的問題，因此很難商業化落地。

陀螺儀保持行走平（píng）衡

“裏工D1”的雙腿和人體一樣擁有髖關（guān）節（jiē）、膝關節和踝關節等，“即使摔倒，我們也可以通過控製係統、電（diàn）機、關節，讓它重新站起來。”李衛銃（chòng）說。此外，機器人的每隻腳上還有一個六軸陀螺儀（yí），用以判斷腳的姿態。一旦它踩到障礙物或者地麵不平時，係（xì）統就會收到信息，指示機器（qì）人繞行。

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