PNDbotics：以高度仿人擴(kuò)展機(jī)器人通用價(jià)值

ROBOT INDUSTRY

波士頓動(dòng)力Atlas歷經(jīng)14年迭代，投入超20億美元；軟銀Pepper耗時(shí)7年方才盈利。人形機(jī)器人賽道需要馬拉松選手，扎根技術(shù)、降低成本，耐心等待人形機(jī)器人從黎明走向曙光。

金沙江創(chuàng)投管理合伙人朱嘯虎高調(diào)宣布“批量退出人形機(jī)器人”，經(jīng)緯創(chuàng)投創(chuàng)始人張穎指出“時(shí)間拉長(zhǎng)，人形機(jī)器人賽道一定能出大公司”，敦鴻資產(chǎn)合伙人俞文超強(qiáng)調(diào)“未來三至五年，人形機(jī)器人最大的機(jī)會(huì)在于ToB，制造業(yè)和商業(yè)服務(wù)”。眾多投資人都在傳遞一個(gè)共同的信息：人形機(jī)器人賽道不能短期逐利，需要技術(shù)沉淀和耐心等待。

柏奧尼克機(jī)器人（寧波）有限公司（以下簡(jiǎn)稱“PNDbotics”）亦是相同觀點(diǎn)的踐行者。PNDbotic品牌市場(chǎng)負(fù)責(zé)人梁騏鈞表示，人形機(jī)器人是一個(gè)很考驗(yàn)綜合實(shí)力的行業(yè)，不僅要有對(duì)未來市場(chǎng)的洞察力，還需要有足夠經(jīng)驗(yàn)的累積與突破創(chuàng)新的實(shí)力，雖然目前還沒有達(dá)到規(guī)?；统墒焐虡I(yè)化，但伴隨著技術(shù)迭代與成本降低，這條賽道的堅(jiān)守者會(huì)看到曙光。

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深度仿人滿足跨場(chǎng)景需求

作為國(guó)內(nèi)最早布局通用人形機(jī)器人的企業(yè)之一，PNDbotic的核心研發(fā)團(tuán)隊(duì)深耕機(jī)器人領(lǐng)域十余年，深信唯有深度模擬人類的肢體結(jié)構(gòu)與運(yùn)動(dòng)邏輯，搭建全尺寸通用人形架構(gòu)，才能以單一本體覆蓋工業(yè)制造、高危作業(yè)、家庭服務(wù)等跨場(chǎng)景需求，從根本上降低規(guī)?；瘧?yīng)用的成本。

圖1 Adam手握毛筆寫福字

在本體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方面，PNDbotic自主研發(fā)的人形機(jī)器人Adam系列產(chǎn)品，率先將V字形髖部結(jié)構(gòu)用于人形機(jī)器人，在增加髖部關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)范圍的同時(shí)，解決了人形機(jī)器人因肩髖寬度差異產(chǎn)生的影響，提高了機(jī)器人全身運(yùn)動(dòng)控制能力的同時(shí)，有效降低運(yùn)動(dòng)關(guān)節(jié)電機(jī)的損耗，大幅降低使用成本。

在腰部設(shè)計(jì)上，PNDbotic采用三自由度設(shè)計(jì)，使機(jī)器人能夠在完成上半身旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)彎腰動(dòng)作，提高了機(jī)器人的作業(yè)能力，擴(kuò)展了任務(wù)范圍。在機(jī)器人腳踝及跟腱部分，通過采用碳纖維材料進(jìn)行一體成型設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人步伐的輕量化，確保機(jī)器人在各種環(huán)境下的適應(yīng)性和穩(wěn)定性，同時(shí)全新的腳踝跟腱設(shè)計(jì)，可以讓機(jī)器人在相同運(yùn)動(dòng)范圍內(nèi)擁有更高的運(yùn)動(dòng)精度。

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通信系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)“一線通全身”

對(duì)人形機(jī)器人而言，機(jī)內(nèi)通信系統(tǒng)可以看作是它的神經(jīng)中樞，不僅承擔(dān)各執(zhí)行器的控制信號(hào)傳輸，還是傳感器信息回傳的關(guān)鍵。

人形機(jī)器人涉及多種類、多樣式、多部位的執(zhí)行器和控制器，傳統(tǒng)方案通常采用單對(duì)單接線的方式進(jìn)行連接，這也很多人形機(jī)器人本體上存在大量裸露線纜的原因。實(shí)現(xiàn)機(jī)內(nèi)通信系統(tǒng)的高實(shí)時(shí)性、高可靠性、抗干擾、低功耗，是人形機(jī)器人實(shí)現(xiàn)動(dòng)作快速、準(zhǔn)確協(xié)調(diào)的關(guān)鍵。

圖2 Adam進(jìn)行自然步態(tài)行走

在場(chǎng)景測(cè)試中，PNDbotic發(fā)現(xiàn)關(guān)節(jié)數(shù)目的增加，提高了控制信號(hào)的通信負(fù)載，在控制多關(guān)節(jié)協(xié)同運(yùn)動(dòng)時(shí)，也對(duì)機(jī)器人通信系統(tǒng)的通信速率和實(shí)時(shí)性提出了更高要求。因此，如何解決因數(shù)據(jù)量和通信需求而妥協(xié)的多種傳輸協(xié)議并存問題，成為人形機(jī)器人突破的關(guān)鍵。

為了解決多協(xié)議、多線纜的人形機(jī)器人機(jī)內(nèi)控制系統(tǒng)問題，PNDbotic自研高實(shí)時(shí)性PND-Network通信網(wǎng)絡(luò)，保證高性能的同時(shí)，兼顧拓展的靈活性，適用于多種網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)全身系統(tǒng)級(jí)通信的毫秒級(jí)響應(yīng)，做到了“一線通全身”。

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核心零部件實(shí)現(xiàn)自主研發(fā)

PNDbotic實(shí)現(xiàn)了一體化、模塊化的高性能準(zhǔn)直驅(qū)執(zhí)行器PSA、機(jī)器人控制單元RCU、電池 BMS 等核心零部件的自研，結(jié)合自建PND智能制造中心的精密制造能力，保障了硬件的高性能與低成本。

此外，PNDbotic自主研發(fā)了用于數(shù)據(jù)采集和操作抓取訓(xùn)練的一體化平臺(tái)Adam-U。Adam—U配備6自由度靈巧手和3自由度腰部，能夠?qū)崿F(xiàn)人形機(jī)器人上半身的全類型訓(xùn)練任務(wù)，結(jié)合自主研發(fā)的上身動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，能夠幫助人形機(jī)器人準(zhǔn)確收集動(dòng)作數(shù)據(jù)，提升類人操作能力。

圖3 Adam登上寧波春晚舞臺(tái)

針對(duì)模擬到真實(shí)（sim2real）的核心挑戰(zhàn)，PNDbotic依托數(shù)十年積累的工程經(jīng)驗(yàn)，自研深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)框架，通過自建仿真體系完成超百萬次復(fù)雜動(dòng)作訓(xùn)練，使Adam快速優(yōu)化行走步態(tài)。依托全面優(yōu)化的Sim-to-Real流程，成功將仿真策略遷移到現(xiàn)實(shí)世界，顯著提升了機(jī)器人的魯棒性和環(huán)境適應(yīng)能力，進(jìn)一步縮短了機(jī)器人從開發(fā)到落地的應(yīng)用周期。

隨著PNDbotic全球首款通用人形機(jī)器人進(jìn)入量產(chǎn)階段，人形機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室走向千行百業(yè)的步伐再次提速，不斷印證“最像人的機(jī)器人，才能真正替代人”的行業(yè)共識(shí)。“在這場(chǎng)屬于人形機(jī)器人的馬拉松長(zhǎng)跑中，我們已經(jīng)準(zhǔn)備了十年，打磨的不僅是人形機(jī)器人技術(shù)，更是屬于中國(guó)智造的硬實(shí)力。”梁騏鈞說道。

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