全世界人形机器人目前感官上是美国最先进,但是从专利数据来看,中日韩三国位居前三。中国申请的技术专利累计6618件,是美国685件的近10倍。

人形机器人专利申请累计数统计

但实际上,人形机器人的格局还是以美国一家独大,日中紧随其后。

上一篇我们介绍过了国外的主要学院派研究团,这一篇我们一起了解一下中国学院派有哪些。

1.北京理工大学

北理团队是国内较早开始人形机器人研究的团队之一,他们从2001年开始,2002年研制出国内第一个无缆行走机器人,到现在已成功研制了7代人形机器人。

北京理工大学团队协同国内优势力量,研发了高扭矩密度伺服电机、高爆发力控关节等核心部件,电机和关节峰值扭矩密度国际领先,初步实现了驱动核心部件自主可控。

北理工第一代人形机器人"汇童BHR-1",身高1.58m,体重76kg ,全身拥有28个自由度,率先实现了人形机器人无外接电缆行走,"汇童BHR-1"的研发成功,让中国成为继日本之后第二个研制出无外接电缆行走人形机器人的国家。

经过23年的技术沉淀,历经6代“汇童”人形机器人产品研发,可以说,“汇童”系列机器人见证了中国人形机器人的发展史,形成了人形机器人、核心部件(电机、关节)等系列化标准产品。“汇童6”实现了“走、跑、跳、摔、滚、爬”多模态运动,奔跑速度达7.2km/h,跳高0.52m,跳远1.08m,是目前国际上跳得最高最远的电机驱动人形机器人。

北理工的自研电机、关节测试平台

目前理工华汇(北理工的商业化公司)“汇童”双足人形机器人在运动控制、导航、软件、电机、减速器等核心零部件已经实现了自主研发国产化,并且突破了高爆发一体化驱动、仿生控制、刚柔耦合系统集成等核心技术,可实现快速行走、单脚跳跃、双脚离地奔跑等一系列高难度运动。

在2023世界机器人大会,“汇童”双足人形机器人进行了更新,采用新一代自研驱动部件的“汇童”人形机器人身高达到165cm,体重为55kg,整身拥有26个自由度,奔跑速度可达7km/h,跳跃高度为0.5m,双足原地跳跃距离可达1m,能够自主攀登20cm高度的楼梯,自主跨越30cm高度障碍。

汇童人形机器人跳远

2. 浙江大学

浙江大学自2006年起开始研制人形机器人,突破了自适应精确建模、动态平衡控制、全身协调控制、智能感知决策等核心技术,先后完成四代“悟空”系列人形机器人系统研制。

今年世界机器人大会现场推出第四代仿人机器人悟空,新款悟空通过融合腿足运动技术和环境感知技术,实现了机器人的三维环境地图构建和自主动态导航。可以行走过包括楼梯,草地,可以过钢管障碍物,25°斜坡等等一系列复杂地形。目前的行走状态最高速度为6km/h。此外,目前可以实现最大0.5m的跳跃高度。

“悟空-4”在2023世界机器人大会上的展示

3. 国防科技大学Blackman

国防科技大学早在1987年就开始了步行机器人系统与技术领域的研究工作,是国内首个开展双足步行机器人研究的高校。

2003年,公布了Blackman步行机器人,最大动态行走速度可达1.08km/h。2010年,在国家“863”计划支持下,研制了步行机器人Blackman-Ⅱ,实现了仿人双足机器人自主打乒乓球。2011年,成功开发了步行机器人Blackman-Ⅲ。2021年,研究了液压驱动双足机器人的轨迹规划和运动控制技术,机器人最大前进速度达到2.5m/s。

2000年中国第一台人形机器,很有科技感

4. 哈尔滨工业大学

哈尔滨工业大学机器人研究所是国家级机器人实验室,具有多名院士和众多杰出领军科研人才,实力雄厚。

其人形机器人系统HIT WLR样机系统已经完成多次迭代,采用轮腿复合方式,以液压驱动为主,重80kg,高1.7m,具有轮式快速移动特点,最高速度超过15km/h,腿式跳跃过障0.5m,并具备通过斜坡、起伏地形和搬运能力,具有自主定位、建模和导航功能。此外,还研制了类Atlas的液压驱动双足机器人HIT Humanoid,重量60kg,身高1.6m,拥有21个自由度,目前该机器人已完成样机的研制。

没找到相关图片,用哈工大四足机器人代替

团队参与了国家863计划“高性能四足仿生机器人”主题项目,研制出一款液压四足机器人,后来在其他经费支持下开展了类“豹”型机器人奔跃机理及自主行为优化研究、脊柱型四足机器人能量自循环及结构、运动参数优化研究、基于CPG的足式机器人运动控制研究,在结构设计、运动控制等方面取得不错的成果。

5. 中国科学院合肥物质科学研究院先进制造技术研究所

先进制造所研发的“智能先锋号”类人机器人获得美国国防部DARPA举办的“先进机器人挑战赛”的预赛资格;无人车在“中国智能车未来挑战赛”中,连续四年进入前三名;研发的国内首台“老人服务机器人、欠驱动仿人机器人手爪、高精度金属分离器、面向高速高精作业的混联机器人”等通过成果鉴定,达到国际先进水平。

该所机器人是一种以实施危险环境救援为目标的类人型机器人,以人类功能和结构为基本仿生对象,通过研究人类高度的运动灵活性、环境自适应性和负重作业能力,研制出能够在复杂环境条件下执行作业的机器人系统。2013年研发的“智能先锋号”仿人双足机器人在全世界100多个队中,获得参加美国国防部DARPA举办的国际机器人挑战赛(DRC)资格,实现了整个机器人系统有机集成,突破环境识别、自主行走、任意抓取等多项关键技术。

6. 上海理工大学机器智能研究院

上海理工大学李清都教授团队研发的人形机器人小贝4.0,身高130cm,重量仅为35kg。据了解,小贝的行走能耗很低,并且大多双足机器人都是弯腿行走,小贝可以实现自然步态行走,通过轻量化结构设计与惯性驱动技术,实现不到100W的行走能耗,目前在全球领域处于能耗最低。

“小贝4.0”还突破传统双足机器人弯腿行走、步幅小、大平脚等技术难点,是真正自然步态的双足机器人。李清都教授团队通过独创的肌腱驱动技术,使“小贝4.0”达到液压驱动的动态性能,同时搭配多模态感知系统、智能化训练平台,实现了机器人元技能和专项技能的规模化训练。

7.清华大学孵化的团队

星动纪元是一家学术派创业团队,由图灵奖得主、中科院院士、清华大学交叉信息研究院院长姚期智院士团队孵化。星动纪元不少技术都是由清华大学交叉信息学院的技术成果转化而来,公司展出了人形机器人大小两款“小星”。

在中国,与院校有关联的还有:

1.五八智能科技由中国兵器装备集团自动化研究所有限公司与中国兵器装备集团杭州智元研究院有限公司联合成立,发布了国内首款大尺寸仿鸵双足机器人产品 “大圣”。

2.由浙江省人民政府、浙江大学等院校支撑的之江实验室,中国工程院院士王坚担任实验室主任,有仿人钢琴演奏机器人、高性能人形机器人、深海机器人、一体化关节、智能低空载人飞行器等多款产品。

3.在南方科技大学产学研背景下孵化出来的通用足式机器人公司——逐际动力,通过模型驱动和AI混合的方式来推动双足机器人的研发,涵盖四轮足机器人的产品化、人形双足机器人的研发、AI与具身智能核心技术的攻关。

机器人系列(老郭原创)