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院士领衔,仿生科技与人形机器人领域又添重磅玩家

2023-08-11 09:17 作者:达奇月泉仿生科技  | 我要投稿

        以“源于自然,服务人类”为理念,致力于仿生科技创新与引领的北京达奇月泉仿生科技有限公司(以下简称“月泉仿生”),近期已顺利完成天使轮融资,融资所得将用于推动高自由度通用型仿生人形机器人运动系统及核心零部件的产业化,以创新技术路线和务实高效的经营理念开启仿生科技新征程。

       月泉仿生由吉林大学工程仿生教育部重点实验室任露泉院士团队创立,于2023年7月完成千万级人民币天使轮融资,本轮投资方为北京中关村发展集团启航投资(以下简称“启航投资”)。启航投资是中关村发展集团倾力打造的专业化、市场化投资平台,本轮投资由其管理的北京北科中发展启航创业投资基金完成,该基金是启航投资管理的新一期垂直领域基金,由北京科学技术研究院、中关村发展集团等单位共同发起设立,主要投向新一代信息技术、智能制造等行业上下游的初创期项目。

        人形机器人不只是传统机器人外形的改变和能力的简单提升,而是软硬件的全面迭代升级。与人相比,人形机器人突破了生理极限,不受情感因素影响,能够适应危险环境,可以长时间不知疲倦地工作。人形机器人有望进入家庭作业、快速配送、工业生产等各种消费级和商业级场景。预计到2030年,全球约有4亿个工作岗位将被自动化机器人取代,按20%渗透率测算,全球人形机器人市场空间约12-16万亿元,是真正的“万亿级新蓝海”。

        长久以来,机器人行业将主要精力投入在关节驱动机器人的发展上,经过数十年的积累,关节驱动机器人行业已涌现出一大批技术实力雄厚的头部企业,目前关节驱动机器人已被广泛应用在工业制造领域。关节驱动机器人具有定位精确、易于设计、易于控制的优势,因此部分知名科技企业也选择以关节驱动机器人技术为基础来构建人形机器人。但是,关节驱动机器人的肢体惯量较大,且其关节尺寸与关节性能高度相关,这使得以关节驱动机器人为基础的人形机器人难以具备接近人体的外形和运动特征,并且较大的肢体惯量也增加了机器人与环境交互的风险。另一方面,传统关节驱动机器人通常采用自由度较少的铰链式关节,在复杂的外力作用下会产生较高的能耗和磨损。关节驱动机器人的运动能耗指标CoT(Cost of Transportation)动辄为人体水平的几十倍甚至上百倍,无法胜任长时间的工作任务。因此,目前业界亟需一种全新的机器人构型来解决这上述矛盾。

图 1 行走机器人


        月泉仿生依托吉林大学和曼彻斯特大学的国际一流科研团队和实验室,以原创理论引领仿生科技发展,是一家专注于仿生智能科技的科创企业,拥有多项自主知识产权和专利技术。团队通过自研的骨骼肌肉在体精准测试分析技术体系揭示了人体运动的奥秘,以此为依据创新性地提出了“仿生拉压体机器人”理论,并围绕这一理论展开了对人形机器人的研究工作。这种新型机器人具备“仿生拉压体关节”,这种关节模仿并利用了人体关节的“机械智能”特性,使其在具备较高运动自由度的情况下,能够兼顾稳定性,并且能实现关节刚度的快速自适应调节。同时,为了适应全新的关节构型,仿生拉压体机器人采用具有“驱动传动一体化”特征的高效柔性驱动部件作为动力源。通过综合运用上述技术,仿生拉压体机器人能够克服传统关节驱动机器人的缺点,能够使机器人具备与人相似的运动特性,同时能使机器人实现与环境的安全交互,并且其运动能耗指标仅为人体的一到两倍,真正使人形机器人从幻想走入现实。

       工程仿生领域的资深专家、中国科学院院士任露泉表示:“人类在人形机器人领域的研究已经取得了显著的成果,从本田的Asimo到波士顿动力的Atlas,人形机器人已经能够离开实验台架的支撑,独立完成一些任务。Atlas和Asimo的诞生相隔了十几年,在这十几年间,传感器技术、人工智能技术取得了突破性的进展,得益于这些基础技术的发展,Atlas的环境感知和运动控制技术相比Asimo已经有了巨大的进步。但是在运动经济性、交互安全性等人形机器人的关键指标上,Atlas并没有显著的提升,这也就意味着传统刚性机器人技术存在一个天花板,这个天花板限制了人形机器人发展的上限。现在来看,单纯的技术创新已经难以继续推动行业发展,只有理论创新才能突破这一层天花板,让人形机器人技术达到一个全新的高度。我相信,月泉仿生提出的仿生拉压体机器人理论正是捅破这层天花板的有力工具,我也相信这一理论将带领行业乃至全人类向着我们的理想目标前进。”

        以人体为蓝本,以仿生拉压体机器人理论为工具,月泉仿生致力于打造更接近于人体的人形机器人运动系统,让人形机器人能够真正地为人类服务,与人类协同工作,最终成为人类社会劳动生产力中不可或缺的一部分。面向这一终极目标,月泉仿生制定了四个并行的研发路线,分别为人形机器人控制系统、人形机器人关键子系统、人形机器人核心部件以及人形机器人新型材料。公司现已成功研制出一系列仿生机器人的关键子系统,如世界首款三维变刚度仿生脚板、世界首款运动自适应仿生踝关节、国内首款电液动力智能膝关节假肢、世界首款重现人体三维自然行走步态的仿人下肢机器人、高度类人的仿生智能灵巧手以及迄今为止最接近人体的仿生机械臂。

图 2 月泉仿生技术团队开发的仿生灵巧手


       高度类人的仿生智能灵巧手采用拉压体驱动技术,内置柔性传感器,具有触觉神经反馈,在外力作用下灵巧手可以主动进行移动、屈曲、翻转等动作调整,同时保持手持物体不掉落。除了基础的抓握等动作外,还可以完成27种不同的手部复杂精细操作,比如使用筷子夹取细小物体、涂抹护肤品、搅拌咖啡、刷手机等等,足以应对各类日常生产生活场景需要。



图 3 月泉仿生技术团队开发的仿生机械臂

       仿生机械臂同样采用拉压体驱动技术。传统工业机械臂的优势在于其准确性和静态受载能力,能够很好的满足标准化的工业生产需要,但相比于人体手臂而言,其柔韧性、灵活性、主动输出力/扭矩等方面则有明显不足,缺乏泛化能力,无法应对复杂的非结构化场景。有鉴于此,月泉仿生以人体手臂为蓝本开发了能够在狭小空间内完成屈曲、内外旋等多自由度连续运动的仿生机械臂,极大缩小了机械臂的体积,并与仿生手组成了完整协调的运动系统,制造出了高度仿人的机械臂。未来这一产品将瞄准家庭、看护、科学实验和非标生产市场。

       在人形机器人核心部件领域,公司已成功制造出具备高可靠性的微型液压阻尼缸,解决了国内假肢行业在这一技术领域“受制于人”的问题。目前,公司的科研团队正在主攻高功率密度微型电机、仿生人工肌肉作动器、柔性力传感器和人工韧带等人形机器人核心部件。未来,月泉仿生将不仅在人形机器人整机技术方面进行布局,也将成为该领域核心部件和关键技术的供应商,推动整个行业的前进和发展。

图 4 月泉仿生技术团队研发的阻尼缸、电机、作动器、传感器、人工韧带等

        启航投资管理合伙人马建平先生表示:“月泉仿生作为一家由仿生领域杰出科学家们带领的科创公司,运用仿生学理念,揭示人体运动机理,解决了人体内部运动机制难以观察和仿真的难题,创造性地提出了拉压体驱动刚柔耦合机器人,实现了极低CoT能耗水平,各项指标逼近人体运动性能,为实现 “机器替人”宏伟目标提供了运动基础。希望月泉仿生能够依托仿生科技,融合人工智能和与原创人形机器人技术理念,为各行业和场景提供高效、灵活、智能的解决方案,成为世界级仿生机器人企业。”

       本轮融资的成功,为月泉仿生的发展提供更多资金和资源支持,帮助公司加快产品研发和市场推广,提升品牌影响力和行业地位,拓展更多的合作伙伴和客户。未来,月泉仿生将坚持以用户需求为导向,以技术创新为动力,以产品质量为保障,以社会责任为使命,打造未来仿生科技,开发全新人形机器人,让智慧服务走进千家万户,成为行业领先的人形机器人企业。

 


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