摘要:足式机器人模仿动物或人类的腿部结构与运动方式,相较于传统轮式或履带式机器人,在复杂地形适应方面展现出卓越能力。无论是崎岖山地、狭窄废墟,还是布满障碍物的环境,足式机器人都能灵活穿行。以四足机器人为例,它比双足机器人承载能力更强、稳定性更好,结构又比六足、八足机
在科技飞速发展的当下,足式机器人作为机器人领域的重要分支,正凭借其独特优势与不断革新的技术,在多个领域崭露头角,成为科研人员和企业竞相追逐的焦点。
足式机器人模仿动物或人类的腿部结构与运动方式,相较于传统轮式或履带式机器人,在复杂地形适应方面展现出卓越能力。无论是崎岖山地、狭窄废墟,还是布满障碍物的环境,足式机器人都能灵活穿行。以四足机器人为例,它比双足机器人承载能力更强、稳定性更好,结构又比六足、八足机器人简单,这使得其研发与应用备受青睐。
技术突破为足式机器人发展注入强劲动力。香港大学团队研发的 MOVE 框架,堪称足式机器人领域的一项重大成果。传统基于模型的技术在复杂环境下适应性欠佳,基于学习的方法也存在诸多局限。而 MOVE 框架通过独特设计,集成标准输入编码器、环境编码器、策略网络和价值网络,能有效融合视觉与本体感觉信息,实现有限视觉条件下多技能全方位运动。模拟实验显示,在跳跃、爬楼梯等任务中,其成功率显著高于对比方法;室内外真实场景验证中,面对各类复杂地形和视觉干扰,搭载 MOVE 框架的机器人也表现出强大的适应性与鲁棒性。
在硬件研发上,企业与科研机构同样成果斐然。广汽集团自主研发的第三代具身智能人形机器人 GoMate,全身拥有 38 个自由度,采用可变轮足结构设计,具备全地形通行能力。其四轮足状态下高度约 1.4 米,两轮足站姿高度可达 1.75 米,不仅能在平地快速移动,上下楼梯也如履平地。而且,GoMate 上的电机、驱动器等核心部件均为自研,驱动器尺寸小巧,仅比硬币稍大,重量约 50 克,让机器人动作更灵活,成本也得以降低。
小鹏汽车近日公开的 “足式机器人步态控制” 专利同样引人注目。天眼查App显示,5月13日,广州小鹏汽车科技有限公司申请的“足式机器人的步态控制方法、装置及足式机器人”专利公布。该专利通过预设步态序列指导腿部动作,并在检测到腿部摆动异常时,自动增加延迟触地控制周期,显著增强了机器人在复杂崎岖地形的行走能力,为其在户外探险、救援作业等场景的应用筑牢根基。
足式机器人的应用领域正不断拓展,应用场景也愈发丰富多元。在工业场景中,除了承担巡检重任,还能应用于物流运输环节。在一些大型工厂和仓库内,足式机器人可以灵活地穿梭于货架之间,搬运和分拣货物,其灵活的移动能力能够适应狭窄的通道和复杂的仓库布局,有效提高了物流效率。在电力巡检场景,宇树科技、云深处科技等厂商与福禄克公司合作推出的四足机器人智能巡检解决方案,可替代巡检人员进入危险环境,快速检测设备,解决运维难题。此外,在石油化工行业,足式机器人可以进入高温、高压、高腐蚀等危险区域,对设备进行检测和维护,保障工人的生命安全 。
在服务领域,足式机器人也大显身手。除了在教育领域的应用,在商业服务场景中,一些餐厅引入足式机器人作为服务员,它们能够在餐厅内自由穿梭,为顾客送餐,独特的外形和服务方式吸引了大量顾客,提升了餐厅的趣味性和科技感。在养老服务方面,足式机器人可以陪伴独居老人,通过语音交互为老人提供娱乐、提醒用药等服务,还能在老人遇到紧急情况时及时发出警报 。全球首创的桌面双轮足式 AI 机器人 XGO Rider,凭借独特双轮足设计,能在桌面上精准全向移动,自平衡功能使其可适应复杂桌面环境。通过集成 ChatGPT,它能理解语音及文本指令,实现智能对话式互动,在教育领域,为学生提供了实践 AI 编程的理想平台,激发学生对 AI 技术和机器人学科的兴趣。
应急救援是足式机器人极具潜力的应用方向。在地震、火灾后的废墟救援中,足式机器人能够穿越狭小缝隙、攀爬废墟瓦砾,抵达人类难以到达的区域进行生命探测和物资运送。例如,机器狼可在浓烟、有毒、缺氧等复杂高危环境中侦察搜救,提前深入复杂结构环境,全方位智能侦察物体及有害气体,同时运送救援物资及装备协助救援。此外,在洪涝灾害中,足式机器人可以在积水区域进行巡逻,检测水位变化,为救援决策提供数据支持 。
在农业领域,足式机器人同样能发挥重要作用。在果园中,它们可以在不规则的地形上自由行走,完成果实采摘、病虫害监测等工作。在山区农田,足式机器人能够适应陡峭的地形,进行播种、施肥等农事操作,有效解决了山区农业劳动力不足的问题 。
在文化旅游领域,足式机器人也逐渐崭露头角。在一些博物馆和景区,足式机器人作为导览员,通过语音和动作向游客介绍展品和景点,为游客带来全新的游览体验 。
尽管足式机器人发展态势良好,但仍面临一些挑战。复杂环境下的精准感知与决策、能源续航、制造成本等问题,亟待进一步攻克。不过,随着技术的持续创新与突破,以及产学研用各方的协同努力,足式机器人有望在更多领域实现规模化应用,为人类生产生活带来深刻变革,成为推动社会进步的重要科技力量。
来源:如意商业