一項關鍵技術的攻關之路

本報記者 楊 倩

前不久，在一場商務論壇上，一出別開生面的京劇表演和一段氣勢豪邁的阿拉伯劍舞，贏得滿堂喝彩。這些動作靈活的舞者，是一羣人形機器人。來自中國達闥機器人股份有限公司(以下簡稱“達闥”)的機器人能以鋼鐵肢體展現出流暢動作，離不開柔性關節技術的突破。

攻克柔性關節技術，機器人動作精準流暢

儘管對機器人的開發已超過半個世紀，但在遞一杯水、喂一口飯這樣的基本人類活動上，機器人的動作仍顯緩慢、笨拙。讓機器像人一樣活動，是世界上不少機器人公司的目標。其中，機器人關節的運動是技術難點。

“無論是在上班路上還是在健身房裡，我們觀察人們的肩膀和胳膊，琢磨關節的結構力線。爲突破瓶頸，公司的研發人員全身心地投入其中。”達闥創始人黃曉慶回憶，公司2015年成立後，在智能機器人硬件研發方面，首個目標就是攻克柔性關節技術。

達闥研發人員張榮榮說：“以手爲例，手上的關節最爲集中，也最難仿造。人的隨機動作，需要衆多關節協同完成，需要複雜而精密的自動化控制。”

公司研發人員發現，人體關節在落地時具有很強的韌性特徵。實現柔性，是否可以模擬膝關節、踝關節那些柔軟區間？沿着這個思路，研發人員認爲要實現生物關節特性，需要有可變剛度的串聯彈性驅動關節。

這是一個“顛覆式”的思路，使用傳統方法設計的架構難以實現。

黃曉慶從智能手機研發的經歷中獲得了靈感。智能手機芯片和屏幕在運用中快速迭代，關節部件是否也可以在不斷智能迭代優化中變得越來越輕巧可用？沿着這個思路，研發團隊將原本獨立的元器件集成，體積縮小到傳統伺服系統的1/10，像當年芯片集成在一塊電路板上一樣。

通信、計算、傳感等技術被引入進來，電子硬件、嵌套軟件和智能算法等被綜合運用於其中。機器人一個簡單的動作背後，蘊藏了感知、決策、執行的綜合能力。經過不懈探索和試驗，在多柔性關節智能協同之下，達闥生產的機器人動作越來越精準流暢。

把機器人“大腦”放在雲端，提供更強大性能算力

2023年世界人工智能大會上，達闥結合多項人工智能技術的具身機器人“小姜”亮相，34個智能柔性關節實現更流暢的傳感、運算和決策反應。它可以跟隨音樂靈活起舞，也能完成高難度的穿針引線。

達闥北京總部的展臺上擺滿了充滿機械感的關節，通過機器人的“骨架”，清晰可見仿生的肩、頸、肘、腕……黃曉慶介紹，團隊在智能柔性關節領域不斷鑽研，通過將電機、驅動器，以及編碼器整合到一起，並不斷優化電機與算法，配合機器人“大腦”，一步步拓展更豐富的功能和應用場景。

智能柔性關節讓服務機器人在各類場景裡更加實用，而把它們的“大腦”放在雲端，讓關鍵數據處理和智能運算分佈式部署，能提供更強大的性能算力，更便於智能升級。

製造業基礎給予有力支撐，新的生態鏈產業鏈正在培育

製造業的支撐，讓達闥的新技術快速產業化。依靠國內較爲成熟的製造業基礎，公司需要的更輕巧的電機很快被生產出來。成熟的精密製造產業，幫助公司提升了電機的穩定性，達到更高輸出功率。

達闥智能機器人產業基地投產不到3年，已有超過100家機器人公司、科研院所用上了公司生產的各類機器人。通過智能柔性關節規模化整機生產，這種機器人關鍵零件的成本已大大降低，2023年產能達40萬臺套。

新的生態鏈、產業鏈正在培育，目前已有數百家醫療企業、科研機構和機器人廠商使用達闥的標準化模塊。達闥聯合創始人楊光華說，僅靠自身的創新能力和場景開發，後勁是有限的，必須協同“夥伴力量”構建更完備的創新體系。數據顯示，目前公司已有超過300個應用合作伙伴、100家設備合作伙伴，開放超過3000個機器人技能模型，創造超過3500個數字孿生地圖。

目前，達闥柔性機器人已廣泛應用到一線的機械製造加工、航空航天、醫療等領域。製造業、民生應用場景的先行先試，將推動機器人關鍵技術不斷突破。

和達闥一樣，國內不少公司正在深耕人形機器人研發，頻頻帶來驚喜。隨着人工智能技術的不斷髮展，人形機器人產業有望達到萬億元級的市場規模。

《 人民日報 》( 2024年06月24日 01 版)