全世界人形機器人目前感官上是美國最先進,但是從專利數據來看,中日韓三國位居前三。中國申請的技術專利累計6618件,是美國685件的近10倍。
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人形機器人專利申請累計數統計
但實際上,人形機器人的格局還是以美國一家獨大,日中緊隨其后。
上一篇我們介紹過了國外的主要學院派研究團,這一篇我們一起了解一下中國學院派有哪些。
1.北京理工大學
北理團隊是國內較早開始人形機器人研究的團隊之一,他們從2001年開始,2002年研制出國內第一個無纜行走機器人,到現在已成功研制了7代人形機器人。
北京理工大學團隊協同國內優勢力量,研發了高扭矩密度伺服電機、高爆發力控關節等核心部件,電機和關節峰值扭矩密度國際領先,初步實現了驅動核心部件自主可控。
北理工第一代人形機器人"匯童BHR-1",身高1.58m,體重76kg ,全身擁有28個自由度,率先實現了人形機器人無外接電纜行走,"匯童BHR-1"的研發成功,讓中國成為繼日本之后第二個研制出無外接電纜行走人形機器人的國家。
經過23年的技術沉淀,歷經6代“匯童”人形機器人產品研發,可以說,“匯童”系列機器人見證了中國人形機器人的發展史,形成了人形機器人、核心部件(電機、關節)等系列化標準產品。“匯童6”實現了“走、跑、跳、摔、滾、爬”多模態運動,奔跑速度達7.2km/h,跳高0.52m,跳遠1.08m,是目前國際上跳得最高最遠的電機驅動人形機器人。

北理工的自研電機、關節測試平臺
目前理工華匯(北理工的商業化公司)“匯童”雙足人形機器人在運動控制、導航、軟件、電機、減速器等核心零部件已經實現了自主研發國產化,并且突破了高爆發一體化驅動、仿生控制、剛柔耦合系統集成等核心技術,可實現快速行走、單腳跳躍、雙腳離地奔跑等一系列高難度運動。
在2023世界機器人大會,“匯童”雙足人形機器人進行了更新,采用新一代自研驅動部件的“匯童”人形機器人身高達到165cm,體重為55kg,整身擁有26個自由度,奔跑速度可達7km/h,跳躍高度為0.5m,雙足原地跳躍距離可達1m,能夠自主攀登20cm高度的樓梯,自主跨越30cm高度障礙。

匯童人形機器人跳遠
2. 浙江大學
浙江大學自2006年起開始研制人形機器人,突破了自適應精確建模、動態平衡控制、全身協調控制、智能感知決策等核心技術,先后完成四代“悟空”系列人形機器人系統研制。
今年世界機器人大會現場推出第四代仿人機器人悟空,新款悟空通過融合腿足運動技術和環境感知技術,實現了機器人的三維環境地圖構建和自主動態導航。可以行走過包括樓梯,草地,可以過鋼管障礙物,25°斜坡等等一系列復雜地形。目前的行走狀態最高速度為6km/h。此外,目前可以實現最大0.5m的跳躍高度。

“悟空-4”在2023世界機器人大會上的展示
3. 國防科技大學Blackman
國防科技大學早在1987年就開始了步行機器人系統與技術領域的研究工作,是國內首個開展雙足步行機器人研究的高校。
2003年,公布了Blackman步行機器人,最大動態行走速度可達1.08km/h。2010年,在國家“863”計劃支持下,研制了步行機器人Blackman-Ⅱ,實現了仿人雙足機器人自主打乒乓球。2011年,成功開發了步行機器人Blackman-Ⅲ。2021年,研究了液壓驅動雙足機器人的軌跡規劃和運動控制技術,機器人最大前進速度達到2.5m/s。
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2000年中國第一臺人形機器,很有科技感
4. 哈爾濱工業大學
哈爾濱工業大學機器人研究所是國家級機器人實驗室,具有多名院士和眾多杰出領軍科研人才,實力雄厚。
其人形機器人系統HIT WLR樣機系統已經完成多次迭代,采用輪腿復合方式,以液壓驅動為主,重80kg,高1.7m,具有輪式快速移動特點,最高速度超過15km/h,腿式跳躍過障0.5m,并具備通過斜坡、起伏地形和搬運能力,具有自主定位、建模和導航功能。此外,還研制了類Atlas的液壓驅動雙足機器人HIT Humanoid,重量60kg,身高1.6m,擁有21個自由度,目前該機器人已完成樣機的研制。
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沒找到相關圖片,用哈工大四足機器人代替
團隊參與了國家863計劃“高性能四足仿生機器人”主題項目,研制出一款液壓四足機器人,后來在其他經費支持下開展了類“豹”型機器人奔躍機理及自主行為優化研究、脊柱型四足機器人能量自循環及結構、運動參數優化研究、基于CPG的足式機器人運動控制研究,在結構設計、運動控制等方面取得不錯的成果。
5. 中國科學院合肥物質科學研究院先進制造技術研究所
先進制造所研發的“智能先鋒號”類人機器人獲得美國國防部DARPA舉辦的“先進機器人挑戰賽”的預賽資格;無人車在“中國智能車未來挑戰賽”中,連續四年進入前三名;研發的國內首臺“老人服務機器人、欠驅動仿人機器人手爪、高精度金屬分離器、面向高速高精作業的混聯機器人”等通過成果鑒定,達到國際先進水平。
該所機器人是一種以實施危險環境救援為目標的類人型機器人,以人類功能和結構為基本仿生對象,通過研究人類高度的運動靈活性、環境自適應性和負重作業能力,研制出能夠在復雜環境條件下執行作業的機器人系統。2013年研發的“智能先鋒號”仿人雙足機器人在全世界100多個隊中,獲得參加美國國防部DARPA舉辦的國際機器人挑戰賽(DRC)資格,實現了整個機器人系統有機集成,突破環境識別、自主行走、任意抓取等多項關鍵技術。
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6. 上海理工大學機器智能研究院
上海理工大學李清都教授團隊研發的人形機器人小貝4.0,身高130cm,重量僅為35kg。據了解,小貝的行走能耗很低,并且大多雙足機器人都是彎腿行走,小貝可以實現自然步態行走,通過輕量化結構設計與慣性驅動技術,實現不到100W的行走能耗,目前在全球領域處于能耗最低。
“小貝4.0”還突破傳統雙足機器人彎腿行走、步幅小、大平腳等技術難點,是真正自然步態的雙足機器人。李清都教授團隊通過獨創的肌腱驅動技術,使“小貝4.0”達到液壓驅動的動態性能,同時搭配多模態感知系統、智能化訓練平臺,實現了機器人元技能和專項技能的規模化訓練。
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7.清華大學孵化的團隊
星動紀元是一家學術派創業團隊,由圖靈獎得主、中科院院士、清華大學交叉信息研究院院長姚期智院士團隊孵化。星動紀元不少技術都是由清華大學交叉信息學院的技術成果轉化而來,公司展出了人形機器人大小兩款“小星”。
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在中國,與院校有關聯的還有:
1.五八智能科技由中國兵器裝備集團自動化研究所有限公司與中國兵器裝備集團杭州智元研究院有限公司聯合成立,發布了國內首款大尺寸仿鴕雙足機器人產品 “大圣”。
2.由浙江省人民政府、浙江大學等院校支撐的之江實驗室,中國工程院院士王堅擔任實驗室主任,有仿人鋼琴演奏機器人、高性能人形機器人、深海機器人、一體化關節、智能低空載人飛行器等多款產品。
3.在南方科技大學產學研背景下孵化出來的通用足式機器人公司——逐際動力,通過模型驅動和AI混合的方式來推動雙足機器人的研發,涵蓋四輪足機器人的產品化、人形雙足機器人的研發、AI與具身智能核心技術的攻關。
機器人系列(老郭原創)
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