解剖7年人體，這只手復(fù)刻了人類(lèi)肌肉結(jié)構(gòu)！成本僅2800美元

在具身智能圈，一家名為 Clone Robotics 的波蘭初創(chuàng)公司走了一條不尋常之路，他們打造了一臺(tái)擁有血肉之軀般柔軟手臂的機(jī)器人。

這家公司認(rèn)為，目前由特斯拉 Optimus 或波士頓動(dòng)力 Atlas 主導(dǎo)的電機(jī)加齒輪以及加金屬剛性結(jié)構(gòu)的路線，在實(shí)現(xiàn)真正的人類(lèi)靈活性和成本控制方面已經(jīng)碰到了天花板。他們的做法是回歸生物本身，用人造肌肉和骨骼來(lái)構(gòu)建機(jī)器人，讓機(jī)器像人類(lèi)一樣運(yùn)動(dòng)。

Clone Robotics 的誕生源于兩位創(chuàng)始人的狂熱。

?ukasz Kozlik 是公司的聯(lián)合創(chuàng)始人、CTO 和技術(shù)靈魂，在正式創(chuàng)辦公司之前花了整整 7 年時(shí)間研究人體解剖學(xué)，專(zhuān)門(mén)琢磨如何使用低成本的材料模擬人類(lèi)肌肉和肌腱。

另一位聯(lián)合創(chuàng)始人兼 CEO Dhanush Radhakrishnan，其實(shí)在很早之前是波士頓動(dòng)力的粉絲，但他對(duì)于傳統(tǒng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)的進(jìn)展緩慢逐漸感到沮喪，他認(rèn)為解決高自由度的仿生肌肉結(jié)構(gòu)才是實(shí)現(xiàn)通用機(jī)器人的關(guān)鍵。

于是，兩個(gè)人走在一起創(chuàng)業(yè)，一個(gè)負(fù)責(zé)造出像人一樣的身體，一個(gè)負(fù)責(zé)給身體安上會(huì)學(xué)習(xí)的大腦。

（來(lái)源：領(lǐng)英）

他們的核心技術(shù)之一是一種叫做 Myofiber 的流體驅(qū)動(dòng)肌肉。它的靈感來(lái)自于 20 世紀(jì) 50 年代就曾出現(xiàn)的 McKibben 型人工肌肉。

具體來(lái)說(shuō)，一根橡膠管外面套著纖維編織網(wǎng)，往橡膠管里注入水或者液壓油等壓力流體，橡膠管會(huì)開(kāi)始膨脹，但是外面的纖維網(wǎng)限制了它的直徑，所以肌肉只能沿長(zhǎng)度方向收縮。

反過(guò)來(lái)，當(dāng)釋放壓力的時(shí)候，肌肉就會(huì)舒張。一根這樣的肌肉纖維，可以承受 650,000 次反復(fù)的收縮舒張，手指的力量足以抓起 7 公斤的重物。

Clone Robotics 公司的 Clone Hand 是這項(xiàng)技術(shù)的集大成者，也是該公司最得意的產(chǎn)品，其被宣稱(chēng)是全世界最接近人類(lèi)肌肉骨骼結(jié)構(gòu)的機(jī)器人手。

（來(lái)源：Clone Robotics）

這只手擁有 24 個(gè)自由度和 37 塊 McKibben 肌肉，骨骼是由碳纖維模制而來(lái)，既堅(jiān)固又輕便，其余部分全部是軟材料。它的尺寸和生物特征和人類(lèi)的手一模一樣，包含半根前臂骨、完整的前臂和手掌。

手指可以彎曲、能抓握、能捏住細(xì)小的物體，動(dòng)作之逼真讓人恍惚間以為那是一只有血有肉的真手。

（來(lái)源：Clone Robotics）

Clone Robotics 公司對(duì)外宣傳制造這樣一只高仿真度的機(jī)器人手，材料成本不到 2800 美元。相比之下，傳統(tǒng)剛性機(jī)器人手往往需要昂貴的金屬部件、精密的減速器和復(fù)雜的力傳感器，價(jià)格動(dòng)輒數(shù)萬(wàn)美元。

Clone Hand 還使用聚合物材料替代了大部分金屬，使用一種集成的肌腱肌肉設(shè)計(jì)替代了復(fù)雜的傳動(dòng)結(jié)構(gòu)，借此讓成本得到大幅降低。

（來(lái)源：Clone Robotics）

在 Clone Hand 的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，每個(gè)手臂對(duì)應(yīng)一套獨(dú)立的電液閥系統(tǒng)，內(nèi)置的電液閥帶有本體壓力反饋，能夠?qū)崿F(xiàn)精確的力控制和流量控制。還有一個(gè) 500 瓦的無(wú)刷直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)液壓泵，能夠模擬人類(lèi)心臟的功能，為仿生肌肉提供必要的壓力。

另有一個(gè)一體式的柔性水容器可以?xún)?chǔ)存 2 升水，借此為整個(gè)液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。整套系統(tǒng)的控制頻率達(dá)到 100 赫茲，通信頻率達(dá)到 200 赫茲，電池需要大約 2 小時(shí)。

（來(lái)源：Clone Robotics）

除了模仿人類(lèi)動(dòng)作之外，該公司也已開(kāi)發(fā)出一種自適應(yīng)大腦，讓機(jī)器人可以通過(guò)觀看人類(lèi)做任務(wù)的視頻來(lái)學(xué)習(xí)新技能。他們宣稱(chēng)已經(jīng)可以在幾分鐘內(nèi)重新訓(xùn)練機(jī)器人，終極目標(biāo)是讓機(jī)器人只需看一次演示就能學(xué)會(huì)任何事情。

有了手，自然就要有身體。

Clone Torso 是該公司的另一款產(chǎn)品，它將仿生手的設(shè)計(jì)擴(kuò)展到了整個(gè)上半身。它有一個(gè)堅(jiān)固的脊柱、一個(gè)可以活動(dòng)的脖子，以及從肩膀到指尖都能自由移動(dòng)的完整雙臂。

（來(lái)源：Clone Robotics）

全身總共有 124 塊肌肉，同樣由電液系統(tǒng)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)。脊柱是碳纖維做的，具備又輕又強(qiáng)的特點(diǎn)。內(nèi)置的樹(shù)莓派 4B 負(fù)責(zé)高級(jí)控制和網(wǎng)絡(luò)連接。整個(gè)上半身可以安裝在現(xiàn)成的移動(dòng)平臺(tái)上，變成一個(gè)完整的服務(wù)機(jī)器人。

（來(lái)源：Clone Robotics）

這些產(chǎn)品已經(jīng)不再是實(shí)驗(yàn)室概念，該公司目前已籌集幾十萬(wàn)美元子劍，投資人包括 Y Combinator 聯(lián)合創(chuàng)始人 Trevor Blackwell。此前，已有十幾個(gè) AI 實(shí)驗(yàn)室預(yù)購(gòu)了該公司的 Clone Hand 產(chǎn)品。Clone Torso 產(chǎn)品也已收到一百份以上訂單，客戶(hù)從面包店到草坪護(hù)理公司等不一而足。這些客戶(hù)主要看重這款機(jī)器人能夠代替人類(lèi)完成那些枯燥、重復(fù)甚至危險(xiǎn)體力勞動(dòng)的特點(diǎn)。

（來(lái)源：Clone Robotics）

整體來(lái)說(shuō)，Clone Robotics 的技術(shù)路線在機(jī)器人領(lǐng)域?qū)儆谏贁?shù)派，其也不吝于展示自家產(chǎn)品在設(shè)計(jì)風(fēng)格上的恐怖特點(diǎn)，甚至?xí)鲃?dòng)在自家 YouTube 視頻中配上恐怖音樂(lè)，可能正是這一點(diǎn)讓全球能夠關(guān)注到這家波蘭初創(chuàng)。

就技術(shù)路線來(lái)講，主流廠商都在追求更強(qiáng)大的電機(jī)、更緊密的減速器和更剛性的結(jié)構(gòu)，以便讓機(jī)器人跑得更快、跳得更高、搬運(yùn)更重的東西。

而 Clone Robotics 選擇了一條截然不同的路線，他們追求的是像人一樣柔軟、靈活和細(xì)膩，試圖選擇回歸生物本源，用最接近自然的方式再造人類(lèi)自身。但是，這家公司依然面臨不少挑戰(zhàn)，比如人造肌肉的耐久性還需要時(shí)間檢驗(yàn)，液壓系統(tǒng)的密封性和便攜性也需要持續(xù)優(yōu)化。

參考資料：

1.https://inspenet.com/en/news/hand-robotics-clone-robotics-more-realistic/

2.https://braintitan.medium.com/clone-robotics-a-company-that-can-produce-bionic-robots-similar-to-those-in-westworld-1b2efc9a51fb

3.https://www.freethink.com/robots-ai/humanoid-robots-clone-hand

4.https://clonerobotics.com/

5.https://www.linkedin.com/in/dhanush-rad/

6.https://www.linkedin.com/in/lukasz-kozlik/