人形机器人发展现状:从实验室到家庭保姆还有多远?
今年起,我国人形机器人领域持续取得新进展。大模型起到催化作用,使其正加快从实验室迈向生产线。与此同时,许多人期盼人形机器人能成为家庭中的一员,为我们承担一些类似家庭保姆的服务。那么,人形机器人目前到底发展到何种程度,距离进入家庭还有多远呢?

杭州一家机器人企业的最终目标是训练出能够进入家庭环境的智能保姆机器人。如今他们的机器人小智已具备脱离人的操控的能力,能够执行往透明玻璃杯里倒牛奶的任务。

然而,这与工程师们的理想预期尚有较大差距。例如,小智时常会把水倒洒。并且,外部环境的变化,像杯子的摆放位置、尺寸型号以及瓶口角度等,都会对机器人执行指令的准确性产生影响。与此同时,小智存在视觉方面的局限,无法实现往不透明杯子里倒牛奶的动作。

接下来,工程师们需继续对机器人进行优化。然而,就机器人进入家庭这一目标来说,倒牛奶仅仅是众多需求里非常微小的一部分。工程师们正在训练机器人具备制作三明治的技能,训练机器人学会拌水果沙拉,训练机器人懂得用微波炉热玉米,训练机器人能够整理脏乱的桌台,训练机器人掌握熨衣服和叠衣服等家务技能。

具身智能机器人要加快进化,加速训练和数据采集是很重要的。在上海张江有一家具身智能的“数据工厂”,它的作用是专门采集大量的实操数据,然后把这些数据与通用具身基座大模型结合起来,进行加强训练,使机器人变得更聪明。这个数据工厂拥有 100 多台数采机器人,单日能够产出超过 5 万条高质量的具身数据。

实际上,除了训练数据存在短缺的情况,很多训练数据难以在不同场景或领域中进行共享和通用化,这也是制约具身智能机器人发展的一个难题。今年 3 月,一个被命名为“格物”的新一代具身智能仿真平台在上海进行了发布。这个新的智能平台具备这样的能力,即可以用一套代码来覆盖百余款不同的机器人。

当然,仅有聪明的大脑并不能让机器人达到进入家庭服务的要求。拥有一个结实的身体很重要,拥有一个灵活的身体也很重要,拥有一个安全可靠的身体同样重要。

人形机器人是一种技术集成度极高的产品。末端执行器中,灵巧手具备高度的灵活性以及精确的控制能力。灵巧手是人形机器人实现精细操作的关键部件。可以说,机器人像是自动化的“最后一公里”,而灵巧手就如同机器人的“最后一厘米”。

北京一家研发灵巧手的企业生产的灵巧手,既能稳稳地抓起十公斤的哑铃,又能捏住细小的针线,在工作人员操控下能够完成穿针引线的动作,还可以操作电钻,在木板上进行精确钻孔。

如今,他们的灵巧手产品已在全国 20 家工厂的车间得到应用。一些功能强大的灵巧手,已初步展现出超越人类的功能。北京还有一家生产灵巧手触觉传感器的企业,它能让灵巧手隔着包装纸,仅凭借 2 秒钟的抓握触摸,就可以精准分辨里面物体的材质是塑料还是橡胶。

灵巧手添加了触觉传感器,能够轻松拿放生鸡蛋,使其抓握力度时刻保持平衡,从而保证鸡蛋毫发无损。它也可以轻松抓起软塌的豆腐和果冻,以及易碎的薯片和蓝莓等食物。并且,它还能轻松从纸抽里抽出易破损的纸巾。这些都考验着灵巧手在执行任务时对环境物体的细微感知功能。

河北工业大学机械工程学院研发的机器人能够轻松地完成特定位置 80 公斤以下重量人体的“公主抱”动作并进行转移。目前,他们正在对提升触觉感知、智能皮肤以及碰撞安全等方面进行研究。安全一直是他们最为重视的一个指标。
河北工业大学机械工程学院的刘吉晓教授表示:我们的目的在于确保当视觉出现失效情况,并且与人体发生接触时,机器人能够在第一时间做出响应,察觉到碰撞以及接触的发生,进而让机器人停止运行。

刘吉晓向记者透露,他们整个团队在机器人研发方面,是以机器人未来能够进入家庭且成为一名合格保姆为目标的。随着持续的优化与迭代,他们的养老护理人形机器人进入家庭的时间或许不会太久。
河北工业大学机械工程学院的郭士杰教授说:五年之后,我坚信人形的多功能护理机器人会逐渐进入家庭。这些机器人并非一下子就具备所有功能,而是需要一个发展的过程。
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