一项关键技术的攻关之路

本文转自：人民日报

达闼公司专注机器人关节部件研发

一项关键技术的攻关之路

本报记者 杨 倩

《 人民日报 》（ 2024年06月24日 第 01 版）

前不久，在一场商务论坛上，一出别开生面的京剧表演和一段气势豪迈的阿拉伯剑舞，赢得满堂喝彩。这些动作灵活的舞者，是一群人形机器人。来自中国达闼机器人股份有限公司（以下简称“达闼”）的机器人能以钢铁肢体展现出流畅动作，离不开柔性关节技术的突破。

攻克柔性关节技术，机器人动作精准流畅

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。

把机器人“大脑”放在云端，提供更强大性能算力

2023年世界人工智能大会上，达闼结合多项人工智能技术的具身机器人“小姜”亮相，34个智能柔性关节实现更流畅的传感、运算和决策反应。它可以跟随音乐灵活起舞，也能完成高难度的穿针引线。

达闼北京总部的展台上摆满了充满机械感的关节，通过机器人的“骨架”，清晰可见仿生的肩、颈、肘、腕……黄晓庆介绍，团队在智能柔性关节领域不断钻研，通过将电机、驱动器，以及编码器整合到一起，并不断优化电机与算法，配合机器人“大脑”，一步步拓展更丰富的功能和应用场景。

智能柔性关节让服务机器人在各类场景里更加实用，而把它们的“大脑”放在云端，让关键数据处理和智能运算分布式部署，能提供更强大的性能算力，更便于智能升级。

制造业基础给予有力支撑，新的生态链产业链正在培育

制造业的支撑，让达闼的新技术快速产业化。依靠国内较为成熟的制造业基础，公司需要的更轻巧的电机很快被生产出来。成熟的精密制造产业，帮助公司提升了电机的稳定性，达到更高输出功率。

达闼智能机器人产业基地投产不到3年，已有超过100家机器人公司、科研院所用上了公司生产的各类机器人。通过智能柔性关节规模化整机生产，这种机器人关键零件的成本已大大降低，2023年产能达40万台套。

新的生态链、产业链正在培育，目前已有数百家医疗企业、科研机构和机器人厂商使用达闼的标准化模块。达闼联合创始人杨光华说，仅靠自身的创新能力和场景开发，后劲是有限的，必须协同“伙伴力量”构建更完备的创新体系。数据显示，目前公司已有超过300个应用合作伙伴、100家设备合作伙伴，开放超过3000个机器人技能模型，创造超过3500个数字孪生地图。

目前，达闼柔性机器人已广泛应用到一线的机械制造加工、航空航天、医疗等领域。制造业、民生应用场景的先行先试，将推动机器人关键技术不断突破。

和达闼一样，国内不少公司正在深耕人形机器人研发，频频带来惊喜。随着人工智能技术的不断发展，人形机器人产业有望达到万亿元级的市场规模。