尽管对机器人的开发已超过半个世纪,但在递一杯水、喂一口饭这样的基本人类活动上,机器人的动作仍显缓慢、笨拙。让机器像人一样活动,是世界上不少机器人公司的目标。其中,机器人关节的运动是技术难点。
“无论是在上班路上还是在健身房里,我们观察人们的肩膀和胳膊,琢磨关节的结构力线。为突破瓶颈,公司的研发人员全身心地投入其中。”达闼创始人黄晓庆回忆,公司2015年成立后,在智能机器人硬件研发方面,首个目标就是攻克柔性关节技术。
达闼研发人员张荣荣说:“以手为例,手上的关节最为集中,也最难仿造。人的随机动作,需要众多关节协同完成,需要复杂而精密的自动化控制。”
公司研发人员发现,人体关节在落地时具有很强的韧性特征。实现柔性,是否可以模拟膝关节、踝关节那些柔软区间?沿着这个思路,研发人员认为要实现生物关节特性,需要有可变刚度的串联弹性驱动关节。
这是一个“颠覆式”的思路,使用传统方法设计的架构难以实现。
黄晓庆从智能手机研发的经历中获得了灵感。智能手机芯片和屏幕在运用中快速迭代,关节部件是否也可以在不断智能迭代优化中变得越来越轻巧可用?沿着这个思路,研发团队将原本独立的元器件集成,体积缩小到传统伺服系统的1/10,像当年芯片集成在一块电路板上一样。
通信、计算、传感等技术被引入进来,电子硬件、嵌套软件和智能算法等被综合运用于其中。机器人一个简单的动作背后,蕴藏了感知、决策、执行的综合能力。经过不懈探索和试验,在多柔性关节智能协同之下,达闼生产的机器人动作越来越精准流畅。