在电影中,人形机器人具有与人类完全一样的外表和思维能力,不进行透视或解剖的情况下,肉眼绝难分辨出谁是机器人!

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《变形金刚2》中的女机器人爱丽丝(Alice)

但是,要达到这种以假乱真的地步,目前的科技水平还完全没有办法。对于绝大部分国家来说,连研制的能力都没有。

那么,它的难点在哪里呢?

人形机器人在外形上拥有类似人类的肢体结构,全身关节较多且受力复杂,集仿生学原理和机器电控原理于一体,通过运动和动力组件配合智能感知、驱动控制技术,能如人类一般在不同环境中完成外界感知、双足行走、使用工具、行为交互等一系列任务。其技术分支可分成本体结构、核心零部件、智能感知、驱动控制、支撑环境五个主要模块。

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这些模块除去思维部分,涉及到如何让它的身体掌握运动的两个基本原则:平衡(明确身体各部位的位置)和动作控制(掌握各部位间移动的关系)。要让这些人形机器人掌握这两个原则,需要跨越多个学科将这些模块整合成一个整体:运动控制、生物力学、人工智能、机器视觉、感知、学习与认知发展,以及行为研究等。

因此,人形机器人的“骨骼”结构不但要坚固到可承受数百公斤的重量和冲击能力,还需将各种结构的运动控制在0.1毫米以内。

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人形机器人的每一种能力,都需要经过材料、传感器、动力设备和算法的高度配合才能逐渐获得。即使简单的一个下车动作,就不是所有机器人可以做得到的。

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让机器人具有人的行为能力,才是机器人领域最复杂的。人形机器人需要整合传感器输入,创建环境模型,根据环境进行运动规划,它要能够决定规划什么样的运动方式,使得控制器获得正确的指令,从而移动执行器和驱动肢体,使其可以达到运动平衡。

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对于没有工业基础的国家来说,即使要做出只有单一功能的工业机器人,如打螺丝或焊接机器人,都是难于上青天的事。而对于在机床、电动车、具有自动驾驶汽车生产能力的国家或企业来说,其在减速器、步进电机、液压控制系统、电源管理、人工智能等方面的技术优势则可以平行的移过来进行应用。

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特斯拉人形机器人“擎天柱”

这也是我在本系列开始就提到,像日本德国这种机床发达的国家,像特斯拉那种在自动驾驶和电动汽车领域领先的企业,能够很快的进入到人形机器人行业,国内小鹏汽车等新能源车企,大部分也都有制造机器人的计划,也是基于这样的优势平移考虑的。

机器人系列(老郭原创)