機器人系列：人形機器人的研制難點在哪里？

在電影中，人形機器人具有與人類完全一樣的外表和思維能力，不進行透視或解剖的情況下，肉眼絕難分辨出誰是機器人！

《變形金剛2》中的女機器人愛麗絲（Alice）

但是，要達到這種以假亂真的地步，目前的科技水平還完全沒有辦法。對于絕大部分國家來說，連研制的能力都沒有。

那么，它的難點在哪里呢？

人形機器人在外形上擁有類似人類的肢體結構，全身關節(jié)較多且受力復雜，集仿生學原理和機器電控原理于一體，通過運動和動力組件配合智能感知、驅動控制技術，能如人類一般在不同環(huán)境中完成外界感知、雙足行走、使用工具、行為交互等一系列任務。其技術分支可分成本體結構、核心零部件、智能感知、驅動控制、支撐環(huán)境五個主要模塊。

這些模塊除去思維部分，涉及到如何讓它的身體掌握運動的兩個基本原則：平衡（明確身體各部位的位置）和動作控制（掌握各部位間移動的關系）。要讓這些人形機器人掌握這兩個原則，需要跨越多個學科將這些模塊整合成一個整體：運動控制、生物力學、人工智能、機器視覺、感知、學習與認知發(fā)展，以及行為研究等。

因此，人形機器人的“骨骼”結構不但要堅固到可承受數(shù)百公斤的重量和沖擊能力，還需將各種結構的運動控制在0.1毫米以內(nèi)。

人形機器人的每一種能力，都需要經(jīng)過材料、傳感器、動力設備和算法的高度配合才能逐漸獲得。即使簡單的一個下車動作，就不是所有機器人可以做得到的。

讓機器人具有人的行為能力，才是機器人領域最復雜的。人形機器人需要整合傳感器輸入，創(chuàng)建環(huán)境模型，根據(jù)環(huán)境進行運動規(guī)劃，它要能夠決定規(guī)劃什么樣的運動方式，使得控制器獲得正確的指令，從而移動執(zhí)行器和驅動肢體，使其可以達到運動平衡。

對于沒有工業(yè)基礎的國家來說，即使要做出只有單一功能的工業(yè)機器人，如打螺絲或焊接機器人，都是難于上青天的事。而對于在機床、電動車、具有自動駕駛汽車生產(chǎn)能力的國家或企業(yè)來說，其在減速器、步進電機、液壓控制系統(tǒng)、電源管理、人工智能等方面的技術優(yōu)勢則可以平行的移過來進行應用。

特斯拉人形機器人“擎天柱”

這也是我在本系列開始就提到，像日本德國這種機床發(fā)達的國家，像特斯拉那種在自動駕駛和電動汽車領域領先的企業(yè)，能夠很快的進入到人形機器人行業(yè)，國內(nèi)小鵬汽車等新能源車企，大部分也都有制造機器人的計劃，也是基于這樣的優(yōu)勢平移考慮的。

機器人系列(老郭原創(chuàng))