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数据驱动如何重塑海洋机器人控制?顶刊权威综述,港科大、大连海事大学团队综述数据驱动时代下的海洋机器人控制
机器人大讲堂· 2026-01-05 08:00
文章核心观点 - 海洋机器人是探索和开发海洋资源的关键工具,其控制系统正经历从传统基于模型方法向数据驱动智能控制范式的深刻变革,以应对复杂海洋环境的挑战[1][3][5] - 数据驱动控制方法,包括基于模型学习、无模型强化学习及混合方法,为海洋机器人提供了自适应、高鲁棒性的智能升级路径,是当前技术发展的核心方向[7][8][9] - 多机器人协同系统通过编队、博弈和跨域协作,能显著提升海洋任务的覆盖范围、效率和能力,是应对复杂任务的重要发展趋势[12][14] - 开源仿真平台、硬件和软件框架的兴起,显著降低了海洋机器人研发的技术与成本门槛,加速了技术创新和普及[15][16] - 未来海洋机器人将向更智能、更自主、更安全的方向发展,物理信息学习、大语言模型、跨域协同和安全强化学习等技术融合是关键研究方向[17] 海洋机器人大家族:各显神通的“海洋探索者” - 自主水下航行器(AUV)无需线缆,可独立完成水下测绘和样本采集,如同“深海侦察兵”[2] - 遥控潜水器(ROV)通过脐带缆接收指令,能精准执行水下焊接、文物打捞等复杂任务,是“远程操作工”[2] - 无人水面航行器(USV)在海面进行巡逻监测和数据中继,扮演“水面哨兵”角色[2] - 水下滑翔器(UG)依靠浮力调节实现长航程、长时间海洋环境观测,是“节能巡航者”[2] - 仿生水下机器人(BUR)模仿鱼类游动,能在复杂水域灵活穿梭[3] - 空-水跨域机器人(AUR)可实现空中飞行与水下潜行的无缝切换,完成跨介质观测[3] - 水下机器人-机械臂系统(UVMS)兼具移动能力与操作精度,是水下作业的“多面手”[3] - 多机器人协同系统通过分工协作实现更广覆盖和更高效率的任务执行,如同“海洋舰队”[3] - 控制系统是海洋机器人的“小脑”,需在洋流、波浪、通信受限等挑战下保障运动功能和自主决策[3] 传统控制的“瓶颈”:为何海洋机器人需要“智能升级” - 传统基于模型的控制方法依赖精确的动力学方程,在环境稳定的场景中表现出色[4] - 海洋机器人运动受流体阻力、升力、附加质量等多种力作用,这些力与运动状态呈非线性关系,构成“非线性难题”[5] - 机器人的水动力参数会随航行姿态、速度变化,执行机构特性受环境腐蚀磨损影响,导致“模型不确定性”[5] - 洋流、波浪、风等“动态干扰”随机且复杂,严重影响控制精度甚至导致系统失稳[5] - 海洋机器人还面临“欠驱动约束”、“输入饱和”、“状态不可测”以及水下通信低带宽、高延迟、易丢包等问题[5] 数据驱动:海洋机器人的“智能学习”之路 - 数据驱动控制无需依赖精确数学模型,通过分析大量数据让机器人自主学习,实现自适应、高鲁棒性控制[7] - **基于模型的数据驱动方法**:用数据学习模型,技术包括神经网络、高斯过程、Koopman算子等[7] - 神经网络能精准拟合复杂的非线性动力学[7] - 高斯过程能学习模型并量化预测不确定性[7] - Koopman算子能将非线性系统转化为线性系统进行分析[7] - 物理信息神经网络将物理定律融入学习,在数据稀疏场景中表现出色[7] - **无模型数据驱动方法**:直接从数据中学习控制策略,无需构建模型[8] - 深度强化学习让机器人通过试错积累经验优化策略,分为基于价值、基于策略和演员-评论家三类方法[8] - 模仿学习让机器人直接学习专家操作经验,技术包括行为克隆、逆向强化学习等,可大幅缩短学习周期[8] - 深度模仿强化学习融合模仿学习与强化学习优势,兼顾学习效率与控制性能[8] - **混合控制方法**:结合传统控制与数据驱动的优势[9] - 例如将PID控制的稳定性与强化学习的自适应性结合,在线调节PID参数[9] - 或将模型预测控制的约束处理能力与强化学习的优化能力融合[9] - 或将滑模控制的鲁棒性与强化学习的自适应能力结合[11] 团队作战:多机器人协同的智能协作艺术 - 多机器人协同能实现空间覆盖更广、抗干扰能力更强、作业效率更高的团队优势,完成单体难以胜任的任务[12] - **协同编队**:要求机器人保持预设几何构型,执行巡逻监测任务[12] - 集群控制模仿生物群体自组织行为,通过局部交互实现全局协调[12] - 目标包围控制让机器人围绕目标形成稳定编队,实现跟踪拦截[12] - 区域覆盖控制通过路径规划高效扫描指定区域[12] - **基于博弈的竞争**:博弈论是核心工具,模拟拦截、反潜等任务[14] - 追击-规避博弈中,追击方协同捕获目标,规避方灵活逃脱[14] - 围困博弈中,多机器人协同包围目标,限制其活动范围[14] - 三方博弈涉及攻击方、防御方与高价值目标,形成复杂对抗关系[14] - **跨域协作**:打破单一领域限制,实现水下、水面、空中机器人协同作业[14] - **数据驱动技术的支撑**:多智能体强化学习让机器人在动态环境中学习合作与竞争策略[14] - 针对水下通信受限,开发了分布式控制架构、事件触发通信、量化控制等技术[14] - 面对网络威胁,采用安全分层架构、鲁棒估计器等技术增强系统抗干扰能力[14] 技术开源,让海洋探索更普惠 - **开源仿真平台**提供安全、灵活、低成本的算法测试环境[15] - HoloOcean支持多机器人协同仿真,集成丰富传感器模型和真实水下通信机制[15] - UUV Simulator专注于水下机器人仿真,精准模拟流体动力学效应[15] - MarineGym专为强化学习设计,支持大规模并行仿真和仿真到现实的迁移[15] - **开源海洋机器人硬件**降低了研究门槛[15] - BlueROV2是经典的开源遥控潜水器,采用模块化设计,支持灵活扩展[15] - LoCO AUV、MeCO AUV等开源自主水下航行器兼顾低成本与高性能[15] - 开源无人水面航行器如ARCAB、MicroUSV提供便捷工具[15] - 开源仿生水下机器人OpenFish提供可定制的硬件平台[15] - **开源软件框架**如机器人操作系统,实现了仿真与实际机器人的无缝对接,促进算法共享与复用[16] 未来展望:更智能、更自主的海洋探索者 - 未来挑战包括提升数据效率、增强算法可解释性、实现高效仿真到现实迁移、应对通信约束和动态干扰[17] - 物理信息学习与离线强化学习结合,将让机器人在少量数据下快速学习,且无需在线试错[17] - 大语言模型的融入将实现人机自然语言交互,让非专业人员也能操控[17] - 跨域协同技术的突破将构建“空-海-陆”一体化的海洋探索网络[17] - 安全强化学习的发展将确保机器人在复杂环境中自主规避风险,保障作业安全[17]
2026年首个具身智能融资诞生!智元投了!
机器人大讲堂· 2026-01-04 22:31
公司融资与资本结构 - 智身科技于2026年1月完成连续多轮融资,累计金额达数亿元人民币[1] - 本轮投资方以产业资本为主导,包括智元机器人、贵安鲲鹏基金、金马游乐、柯力股份、豪鹏科技等产业资本及上下游合作伙伴,形成深度绑定的产业链合作生态[1][3] - 该融资是2026年具身智能领域首个亿元级融资案例,资本结构有助于公司深化产业化落地、打通场景应用并巩固差异化竞争优势[3] 产业投资方战略协同 - 智元机器人作为国内头部具身智能企业,已投资超40例,直接或间接持股44家企业,覆盖产业链全环节,其投资旨在锁定早期优质资产,看重智身科技的技术领先与量产化能力[4] - 贵安鲲鹏基金(国资背景)通过“基金+产业”模式布局具身智能赛道,旨在发挥基金杠杆效应,推动智身科技的产业化落地[4] - 金马游乐作为文旅装备龙头,拥有华侨城、长隆等头部文旅资源及全球50多个国家的渠道,能助力智身科技快速打开具身智能机器人的文旅商业化场景[4] - 柯力股份与豪鹏科技作为上下游企业,分别提供高精度传感技术和动力电源解决方案,有助于降低公司核心部件采购成本、保障供应链稳定性并解决量产适配痛点[5][6] 产品量产与交付能力 - 公司从起步阶段便将量产可行性融入产品全生命周期,核心零部件坚持全栈自研,并在苏州自建高标准生产线与数字化工厂,构建“研发-生产-交付”闭环能力[10] - 截至2025年12月底,公司两款主力机型“钢镚L1”和“铜锤M1”已完成第5000台量产交付,是行业内为数不多首发即量产的具身智能企业[12] - “钢镚L1”为适用于安防巡检的中轻载四足机器人,具备IP54防护、20厘米越障能力与50%动力冗余[14] - “铜锤M1”自重35公斤,实现近1:1负载比,拥有IP67防护等级及-20℃~55℃工作温域,适用于电力、消防等重载高要求场景,并已实现规模化交付[16] 技术研发与生态建设 - 公司在技术层面实现硬件核心部件自研,并推出并全面开源MATRiX仿真平台,以解决行业从虚拟仿真到真实部署的效率低、成本高难题[22] - 2025年10月,曼彻斯特大学战队在IROS四足机器人赛事中选用“钢镚L1”并夺冠,验证了其在狭小空间机动和长时段连续运行方面的稳定性与复杂场景适用性[22] - 公司联合创始人刘宇龙于2025年12月入选工信部人形机器人与具身智能标准化技术委员会,标志着企业在技术研发与标准制定双赛道并进[22] - 2025年12月31日,智元机器人发布的全球首款全身力控小尺寸人形机器人Q1宣传视频中出现了与智身科技“铜锤M1”机器狗联动的镜头,预示两家公司的合作将为产业带来更多想象空间[18][20] 应用场景落地案例 - 2025年神舟二十一号载人飞船发射任务期间,公司机器狗进驻酒泉卫星发射中心,承担核心区域电力巡检专项任务,首次服务国家级航天发射保障工作[24] - 自2025年第三季度起,公司基于“钢镚L1”打造的“钢镚大冲关”亲子娱乐项目陆续落地全国多个城市核心商圈,实现了“科技+文娱”的应用落地[26] - 2025年12月,公司携手行业伙伴参与多起消防实战演练,推出“四足机器人+无人机”地空协同方案,为真实场景下的实战化应用提供解决方案[28] 行业趋势与投资逻辑 - 2026年是具身智能从技术概念走向产业实用的关键年,资本更看重能真正解决产业痛点的硬实力[29] - 从智身科技的融资案例可见,具身智能赛道投资逻辑正从追逐技术热点转向实打实的量产与落地,资本趋于更加理性和务实[29]
Grab收购推行科技:一场关于AI机器人未来的战略押注
机器人大讲堂· 2026-01-04 18:34
文章核心观点 - 东南亚超级应用平台Grab收购中国机器人公司推行科技,标志着大型平台正通过并购在全球范围内获取机器人技术、数据闭环与产品化能力,以加速末端配送自动化从试验走向体系化落地 [1][2] - 此次收购是一次多方共赢的战略选择,代表了中国硬科技出海的新范式,即通过与区域巨头的资本与生态整合,以更低摩擦的方式进入新市场,并可能产生“1+1>2”的协同效应 [22][23] Grab:后来居上的机器人新贵 - Grab是总部位于新加坡的超级应用平台,业务覆盖出行、外卖、快递、数字支付,常被视为东南亚的“滴滴+美团” [3] - 公司于2021年12月登陆纳斯达克,市值一度超过200亿美元,截至2025年第一季度月活跃用户约5770万,并在东南亚出行与外卖市场占据绝对头部地位 [6] - 自2025年第一季度实现盈利以来,其营收与利润持续稳步提升,为在机器人等新技术上的投入提供了条件 [6] - 公司在2025年内除收购推行科技外,还与文远知行、Momenta等多家头部自动驾驶公司发生投资或业务合作,显示出对新兴技术赛道的积极布局 [8] - 布局机器人技术是Grab寻找“第二增长曲线”的重要抓手,以应对区域市场增长边界清晰及向外扩张难度大的挑战,并在竞争格局未定的自动化履约方向提前下注 [9] - 行业数据显示,2024年全球物流机器人市场规模约145亿美元,预计2030年将增长至350亿美元,年复合增长率超过15%,末端配送等细分方向增速更为显著 [9] 推行科技:硬核而低调的隐形冠军 - 公司团队于2021年初由前AutoX产品经理卢鹰翔在美国硅谷组建,并于同年5月获得奇绩创坛投资后将核心团队迁往中国,以利用中国供应链优势 [10] - 创始人卢鹰翔毕业于哈佛与康奈尔大学,曾带领团队研发出美国加州批准可无安全员上路的L4级自动驾驶出租车,在该领域实现关键突破 [12][13] - 联合创始人兼CTO龙禹含毕业于卡耐基梅隆与剑桥大学,曾参与研发用于消防救援的人形机器人CHIMP,并在DARPA机器人挑战赛中获得全球第二名 [13] - 为应对具身智能训练数据稀缺的行业痛点,公司自创立起即研发“骑手影子系统”,利用有人操作的末端交通工具采集真实世界训练数据 [14] - 在产品侧,公司推出了具备单臂上肢操作能力的室内外一体化配送机器人Carri Flex,并将陆地数据训练的模型迁移至水面机器人平台,在渔业养殖场景实现商业落地 [16] - 在商业化方面,公司已与达达、山姆、美团等合作,在苏州、上海、深圳等城市落地机器人配送服务近两年,累计送达十万余单,并另有超千台本体销售订单待交付 [17] 地缘政治下的技术流动新格局 - Grab收购推行科技,意在获得一整套中国机器人供应链与快速产品化、量产交付的能力,以弥补自身在硬件研发与制造体系上的相对薄弱 [19] - 收购后推行科技或将作为子公司独立运营,产品有望率先在新加坡、雅加达等高密度城市试点,再复制到东南亚更多国家,通过“新加坡研发+中国制造+全球部署”的模式实现弯道超车 [20] - Grab作为新加坡公司,在全球多法域开展业务的便利性具有一定的“连接器”属性,或将为技术的跨区域落地创造更灵活的路径 [20] - 对推行科技而言,进入全球平台的体系化能力与全球化场景中,其技术价值释放的空间与速度有望显著提升 [20] 行业趋势与影响 - 推行科技的案例代表了中国硬科技出海的一种新范式,即通过与区域巨头的资本与生态整合进入新市场,绕开了从零搭建市场体系的高昂成本 [22] - 2023至2025年间,中国有超过20家AI机器人公司获得海外战略投资或并购,其中东南亚市场相对活跃,反映出区域市场对中国机器人技术认可度的提升及技术流动新格局的形成 [22] - 在AI与机器人领域,技术公司与平台生态的整合往往能产生“1+1>2”的效应,推行科技的技术需要Grab的场景加速迭代,Grab的网络也需要推行科技的能力完成升级 [23] - 随着AI从虚拟走向物理世界,类似并购事件或将越来越多,最终胜出的将是能解决真实问题、融入生态网络并将技术转化为可规模交付能力的团队 [23]
中国食堂也逐渐不是“人”了
机器人大讲堂· 2026-01-04 18:34
文章核心观点 - AI与机器人技术正在中国校园食堂引发一场静默的餐饮革命,通过全自动烹饪、智能结算与数据化管理,彻底改变了传统食堂的运营模式、效率与学生用餐体验[1][3][13] 食堂的机器人变革进行中 - 上海闵行职业技术学院食堂设有全自动制面系统,从和面到浇头全程无人操作,仅需两三分钟即可出餐,学生排队时间从十几分钟大幅缩短[3] - 该食堂为上海首家全场景智能化AI高校食堂,设有智慧面馆、智慧麻辣烫等四个智能档口,选菜、结算、烹饪、管理全流程由AI与机器人驱动,无人工干预[5] - 智能结算系统通过顶部摄像头自动识别餐盘内菜品并显示价格,实现“无感支付”[5] 食堂运营效率与规模 - 北京中小学正在推广“中央厨房+”智慧食堂模式,计划在年底前完成268个智慧食堂建设[7] - 北京门头沟区京师实验小学的AI智慧食堂,机械臂与智能炒锅协同,4分钟完成一次炒制,单次最大烹饪量达80公斤,午餐准备时间从3小时缩短至1小时,可满足1500人用餐[7] - 上海闵行职业技术学院智慧食堂占地仅167平方米,却能服务700名师生,后厨团队精简至6名厨工与智能设备协同作业[9] 技术应用与精准管理 - 智能炒锅根据菜品重量自动配比油盐调料,误差控制在±1克内;机械臂舀菜分量偏差不超过2%,解决了传统“打菜手抖”问题[7] - 食材清洗采用超声波和电解离子水以去除农残,保障食品安全[7] - 系统通过分析学生消费数据,能精准识别经济困难学生,为帮扶提供客观依据[9] - 系统储备了2000-3000种菜品配方,可根据学生口味迭代更新[9] 供应链与资源优化 - 利用大数据精准预测用餐人数和菜品需求,优化食材采购,使原材料月均节约20%以上,餐厨垃圾减少40%以上[11] - 推行严格的食材溯源管理,例如北京海淀实验中学要求鸡蛋从出厂到入库不超过72小时,牛奶剩余保质期大于全程的1/3,每箱鸡蛋均经过智能秤自动记录重量并拍照留痕,实现“一键追溯”[11] 效果与影响 - 北京十一实验中学的学生反馈机器人制作的饭菜“咸淡适中”,班级剩菜率下降超三成[11] - 家长可通过手机查看后厨直播,实现了食品安全的全流程透明化管理[9] - 智慧食堂项目从改造到运营仅用时60余天,未来计划将农残检测数据接入自然科学课程进行教学[12] 相关行业企业列举 - 文章末尾列举了众多涉足该领域的机器人及相关技术企业,涵盖工业机器人、服务与特种机器人、医疗机器人、人形机器人、具身智能企业、核心零部件及教育机器人等多个类别[16][17][18][19][20][21][22][23]
第一次见能飞的扫地机器人
机器人大讲堂· 2026-01-04 18:34
文章核心观点 - 在CES 2026展会上,中国机器人企业MOVA展示了一系列创新原型产品,特别是其“Pilot 70”模组,通过将无人机与扫地机器人集成,旨在打破传统扫地机器人局限于单一楼层清洁的壁垒,开启了家用服务机器人从“二维”向“三维”空间进发的新时代,代表了智能家居向模块化、多功能化、空间全域化发展的重要方向 [1][6][11] CES 2026展会概况 - CES 2026将于2026年1月6日至9日在拉斯维加斯会展中心举行,吸引约2600家参展商,涵盖AI、机器人、汽车科技、智慧家庭、数字健康等领域 [1] - 除三星、LG等国际大厂外,追觅、MOVA、石头、科沃斯等众多国内企业也参与其中,且创新性不弱 [1] MOVA公司参展产品亮点 - MOVA将展示覆盖“水、陆、空”场景的原型机器人产品,包括具备仿生机械臂的水下泳池机器人Rover Master、全地形越野级割草机NAVAX AWD系列,以及赋予扫地机飞行能力的Pilot 70模组 [1] - Rover Master水下机器人延续了带机械臂的风格,有望抓取水面漂浮物如树叶、树枝等,解决了当前泳池机器人的痛点 [3] - Pilot 70模组是一个集成无人机与扫地机运输仓的模块化方案,而非重构产品,旨在打破扫地机单楼层清洁限制 [6] Pilot 70模组的技术与功能 - 该模组通过搭载飞行控制系统、融合感知系统和6重主动防护设计的无人机,能将扫地机安全精准运抵别墅二楼、阳台、阳光房顶等传统难以覆盖的区域 [8] - 利用AI对清扫路径与飞行路径进行协同规划,协同调度“飞行”与“地面”两种移动模式的时序和路径,并通过家庭IoT网络实现设备间通信,以完成多楼层自动化清洁 [8] - 模组设计具有灵活性:拆卸吊舱后,无人机可单独使用,通过自带AI摄像头实现摄影录制等功能;未来可能搭载其他模块(如小型物流仓、安防设备),构建“一机多用”的家庭服务机器人生态 [8] 产品设计思路与行业意义 - 采用模组化设计能规避较多产品级风险,未来若产品设计趋向模块化、平台化,“飞行模组”可作为可拆卸升级套件,增加灵活性、用户价值及产线附加值 [6] - 扫地机器人行业在导航、避障、吸力等基础功能上已高度内卷,同质化严重,企业需通过颠覆性创新开辟蓝海市场,建立技术壁垒和高端品牌形象 [8] - 切入“室内无人机+N”这种潮玩类市场,被视为一种弯道超车的新选择 [8] - 该思路有望加速无人机技术、服务机器人技术和AI家居大脑技术的跨界融合,为其他家电(如可移动空气净化器、安防机器人)的智能化提供新思路 [11] 量产前景与挑战 - 从概念到落地存在较大差距,过往多个展会及MOVA自身展示的外骨骼扫地机器人均未实现量产,因此Pilot 70模组能否量产及定价如何仍待观察 [9][11]
践行者说|朱晓辉:出货量率先破万,华威科如何用“多模态融合”定义机器人触觉的未来?
机器人大讲堂· 2026-01-04 12:37
文章核心观点 - 华威科作为触觉传感器领域的先行者,通过多模态融合技术路径、实现万台级量产能力以及构建数据驱动生态,正推动人形机器人触觉感知从实验室走向产业化,并定义了该技术未来从操作级应用到场景化细分的演进路径 [2][4][6][27][30] 技术破局:多模态融合 - 公司认为触觉是人形机器人融入人类生活的核心,而单一感知模态不足,因此坚定选择多模态融合的技术路线,以模仿人类皮肤能同时感知压力、温度、纹理、震动等多维信息的能力 [7][9] - 公司提出“状态机”概念,使机器人能根据场景(如高温、精密抓取)智能切换主导感知模态(如温度、磁传感、压阻),实现自适应感知,接近人类的“下意识反应” [11] - 多模态融合通过底层算法与硬件深度耦合实现,例如在指尖采用压阻+磁融合方案以提升操作灵敏度,在掌心优化反馈精度,从而构建起全方位、立体化的感知网络 [13] 量产密码:规模化与产品矩阵 - 2025年,公司应用于灵巧手的触觉传感器出货量已突破**1万台**,成为行业内首个实现此量产规模的企业,解决了从实验室样品到批量产品的关键难题 [4][13] - 量产突破依赖于装备、材料与算法的三重创新:自主研发专用生产装备以控制关键参数、自研柔性感知材料保障可靠性、开发自动化动态场景标定系统确保品质与长期稳定性 [14][16] - 量产推动成本进入千元量级,并预测未来**3-5年将进入百元量级**,为人形机器人全身覆盖电子皮肤奠定经济可行性 [16] - 公司发布“龙鳞”与“灵犀”两大产品系列,形成覆盖“操作+交互”的全手掌感知方案。“龙鳞”系列主打全手覆盖,实现手心手背感知,用于交互反馈;“灵犀”系列聚焦指尖,集成压力、温度、纹理感知,用于精密操作 [16][18][20] - 产品采用模块化设计,可适配从**10岁儿童到成年人**的全尺寸手型,并具备可拆卸、边缘计算、**100万次以上使用寿命**等工程化特性 [20] 数据驱动与生态构建 - 公司将自身定位为“具身感知解决方案提供商”,致力于构建“传感+AI+数据”的闭环生态 [22] - 公司与湖北人形机器人创新中心及产业联盟合作,共建聚焦“手部及腕部以下”的触觉数据采集平台,采集物体属性、操作动作与触觉数据的耦合关系,目前已覆盖**10个核心场景、1000种以上物体** [22][24] - 通过分析海量数据优化算法模型,未来计划通过OTA远程升级方式,让机器人的触觉系统具备“自主学习”能力,实现“智能灵巧手” [24] 行业展望与技术演进路径 - 公司描绘了触觉技术三阶段演进路径:第一阶段以灵巧手为核心的操作级应用(当前**1万台出货量**即为此阶段里程碑);第二阶段拓展至机器人身体、脸部的操作+交互融合应用,进入家庭服务、医疗护理等场景;第三阶段实现场景化细分,渗透工业、汽车、3C、家居等多领域 [27] - 公司认为触觉市场规模潜力巨大,其本质是解放人类双手、实现人机共生的核心技术,并明确视觉与触觉是互补关系,触觉在盲区、透明物体识别、细微形变感知等方面具有优势 [27] - 公司下一年的出货量目标是**5万台以上**,标志着触觉感知技术从“可选”到“必选”的跨越 [30]
软体机器人新进展!这款高空缆绳攀爬机器人,仅110克却能扛10倍自重
机器人大讲堂· 2026-01-03 17:14
文章核心观点 - 一款融合仿生学与折纸艺术的新型软体机器人,能够安全、高效、高负载地攀爬并巡检高空缆索,解决了传统刚性机器人重量大、适应性差、抗电磁干扰能力弱等问题,在基础设施维护领域展现出巨大应用潜力 [1][2][16] 设计灵感与核心概念 - 运动模式借鉴毛毛虫的“锚定-爬行”步态,通过身体节段交替伸缩与固定实现前进 [2] - 执行机构采用克雷斯林折纸图案,在气压驱动下能产生显著的轴向伸缩变形 [2] 机器人设计与工作原理 - 机器人总重约110克,由身体机构和两个腿部机构构成 [5] - 身体机构由两个并联的单稳态折纸执行器组成,提供前进动力并能被动适应缆索弯曲 [5] - 腿部机构各包含四个双稳态折纸执行器,驱动末端抓爪,双稳态特性实现快速动作切换和断电自锁 [8] - 通过协调控制前腿、后腿和身体三个独立气动回路,完成一个完整的爬行步态周期 [9][10][11] - 实测最大步幅可达其自由体长的81% [15] 性能特点与测试结果 - **直径适配范围广**:通过可拆卸模块化导向环和爪子开合,适配缆绳直径范围从小于1毫米到32毫米,并能在不同直径间自由过渡 [8][16] - **复杂环境适应性强**:能在未处理、带污渍、油腻和结冰的缆绳上爬行,在结冰缆绳上速度达10.8毫米/秒 [16] - **跨越障碍能力**:能借助爪子外侧弯曲法兰翻越障碍,最大跨越高度6.8毫米 [16] - **负载能力突出**:在垂直的30毫米直径缆绳上,能承载超过自身重量10倍的负载(110克机器人可扛起1.2公斤重物) [16] - **安全可靠**:主体材料绝缘且采用气动驱动,不受高压电磁干扰;腿部双稳态自锁特性确保断气后仍能固定;身体执行器经10000次伸缩测试位移稳定 [18] 当前局限与未来改进方向 - **当前局限**:需通过气管连接外部气源和控制系统,活动范围受限;需机载摄像头监控爬行状态,无法自动判断抓握稳固性;性能测试多在静态环境,未受真实户外复杂环境考验 [20] - **未来改进**:计划集成压缩空气和控制单元以实现无系留自主攀爬;在腿部加装压力传感器以自动检测抓握状态;在真实户外环境中开展测试以优化抗干扰和适应性 [20]
狂飙与悬崖:2025,机器人驶出浅滩
机器人大讲堂· 2026-01-03 17:14
核心变革:具身智能重构行业底层逻辑 - 具身智能成为驱动行业进化的核心灵魂,被写入政府工作报告并上升为国家战略,其核心突破在于打破传统感知-规划-执行的线性框架,转向以AI大模型为大脑、机器人本体为身体的协同进化[4] - 具身智能趋势已全面渗透至工业、服务及特种机器人领域,使机器人能应对非标工件、动态工序、非结构化人流环境及自主风险评估[4] - 2025年被公认为人形机器人量产元年,头部企业交出量产答卷:智元机器人全年下线5000台,刷新国产量产纪录;优必选工业人形机器人产能突破1000台,交付超500台,全年订单总额逼近14亿元;乐聚机器人建成江苏省首条量产产线,满产后年产值预计达3亿元[6] - 量产驱动成本下降,并拉动上游精密关节、高能量密度电池、力控传感器等供应链的专用化迭代,推动行业形成硬件平台+应用生态的繁荣格局[6] - 品牌竞争延伸至大众传播领域,宇树H1人形机器人登上央视春晚,推动行业从产业端走向消费端视野[8] 市场与资本:狂欢之下的理性分化 - 机器人产业进入深度整合期,并购重组转向能力补全与生态构建,例如:海尔集团控股新时达;杭叉智能收购国自机器人99.23%股份;智元机器人收购上纬新材63.62%控股权;盛视科技以90万欧元收购法国Aldebaran;深圳杉川收购iRobot;七腾机器人斥资16.86亿元持有胜通能源44.99%股份;优必选拟约16.65亿元收购锋龙股份[9] - 2025年成为机器人企业上市冲刺年,超30家产业链企业密集启动上市进程,港股成为首选地,极智嘉、云迹科技等已上市,宇树科技、云深处科技、乐动机器人等推进IPO[11] - 一级市场火爆,全球人形机器人领域累计融资金额超328亿元,国内机器人领域融资事件达610起,总融资额超570亿元,呈现多轮次、大金额、头部集中特点,银河通用、众擎机器人等单笔融资超10亿元[12] - 资本投资逻辑从看技术演示转向关注量产和商业化落地能力,例如松延动力上半年获超2000台订单、星动纪元累计交付超200台成为资本加持关键[12] - 京东、腾讯、美团、宁德时代等互联网大厂和产业资本深度参与,带来资金、应用场景和产业资源[12] - 国内外企业技术博弈加剧,国内奇瑞、小米、上汽、比亚迪、长安等车企宣布切入市场,小鹏发布IRON人形机器人并宣布2026年底规模量产;特斯拉发布Optimus Gen2.5,但原计划2025年实现5000台量产的目标推迟至2026年底[14] - 资本狂欢背后存在盈利难题与泡沫风险,2025年多数头部企业仍陷于亏损状态,国家发改委预警低水平重复建设和“扎堆”上市风险,资本逻辑正向“看订单、看交付、看复购”理性回归[16] 场景落地:从单点试点到规模化渗透 - 工业制造仍是商业化首选场景,国产企业加速高端化突围,例如埃夫特发布10款防爆喷涂机器人,埃斯顿推出1200kg重载工业机器人[17] - 人形机器人开始探索在传统工业机器人难以深入的领域落地,如优必选Walker S2应用于汽车制造高精度场景,智元与宇树探索工业物流、电力巡检等场景[17] - 服务机器人在物流配送、清洁导览等场景应用普及,特种机器人在应急救援、深海深空等极端环境价值凸显[19] - 个人消费级市场迎来突破,例如泰山文旅集团的登山外骨骼机器人自重仅1.8公斤,续航超5小时,五一期间500台设备服务超3000人次;维他动力的机器狗52分钟订单量突破1000台[19] - 机器人赛事实现从技术展示到压力测试场的转型,例如全球首个人形机器人半程马拉松在北京举办,20支队伍完成21.0975公里,北京人形机器人创新中心自研的天工Ultra以2小时40分42秒夺冠[20] - 张江具身智能大会配套国际人形机器人技能大赛设置28个实操场景,中关村具身智能机器人应用大赛还原汽车零部件组装、老年护理等真实场景,加速技术迭代与商业落地[20] 技术与生态:核心突破与协同共建 - 核心零部件取得显著进展,灵巧手领域形成专业厂商攻坚、本体厂商自研、上市公司跨界的多元格局,产品自由度提升且价格下探;智能传感器需求激增,华威科电子皮肤配套超10000支灵巧手,坤维传感、蓝点触控、宇立仪器等国产关节力矩传感器年出货量持续增长[22] - 国产核心零部件60%的增量来自本土企业,关键环节全球市占率超40%,成本优势日益凸显[22] - 中国在国际话语权显著提升,主导制定的《具身智能系统框架及能力要求》国际标准完成冻结并将于2026年实施,填补全球行业空白;国内成立工业和信息化部人形机器人与具身智能标准化技术委员会[24] - 行业竞争从企业单打独斗转向产业链协同作战,2025年有超百家汽车产业链企业进入具身智能与机器人领域并宣布合作,例如新时达与阿里云合作推进云端训练,联合绿的谐波等成立生态联盟;优必选与富士康、华为合作;越疆科技联合腾讯云拓展VR遥操应用[24] - 机器人数据领域经历从碎片化到大一统的范式转变,为训练通用具身大模型,行业需亿级规模轨迹数据,硬件训练场、合成数据两种核心路径并行发展,推动数据生产工业化[26] - 开源生态取得突破,宇树、智元、乐聚等致力于开源社区打造,智元的AgiBot World、傅利叶的FourierActionNet、北京创新中心的RoboMIND、乐聚的LET数据集等高质量数据集向全球开源,降低开发者门槛[26] 挑战与展望 - 行业面临多重挑战:核心技术上,自主控制算法、零部件精度与寿命需突破,具身大模型因缺乏现成数据导致开发难度大;商业化上,部分产品成本高、场景适配性不足,订单履约率与可持续盈利能力有待验证;竞争上,国际巨头与本土企业技术博弈加剧,低水平重复建设风险显现[28] - 2025-2026年将是行业从验证到起量的关键窗口期,随着政策赋能、资本理性回归、技术与场景深度融合及核心零部件自主化率提升,行业将从高速增长迈向高质量发展,有望进入规模化部署阶段[28] - 机器人作为继智能手机、电动汽车之后的下一个万亿级产业,其重塑制造业、服务业乃至人类生活方式的大趋势已然明确,在技术创新与理性发展双轮驱动下,行业正驶向更广阔的蓝海[29]
星际光年完成数千万元 Pre-A+ 轮融资,加速工业级灵巧手工程化与规模化落地
机器人大讲堂· 2026-01-02 18:05
公司近期动态与融资情况 - 深圳星际光年科技有限公司于近期完成数千万元Pre-A+轮融资,由力合创投、高脉联合家族办公室联合投资,老股东赛纳资本持续加注跟投[1] - 此次融资距离上一轮Pre-A轮融资(2024年10月完成)时间很短,体现了资本市场对公司的持续认可[1] - 公司同期荣获“投资家网2025机器人应用场景生态大会‘金燧石奖’——2025年度机器人产业成长潜力新锐企业”以及“深圳市机器人协会颁发的「2025深圳机器人核心技术创新奖」”[1] - 公司已启动下一轮融资规划[9] 公司概况与定位 - 星际光年成立于2024年8月,专注于具身智能通用操作领域[3] - 公司致力于打造以灵巧手为核心的工业级通用末端执行器平台,产品目标围绕“模块化、可规模化、可复制”[3] - 公司自主研发核心关节模组与高自由度灵巧手系统,旨在推动灵巧手从实验室走向工程化与产业化应用[3] - 公司希望在产业链中扮演工业级灵巧手与通用操作能力平台提供者的角色,为上层具身智能系统提供末端执行基础,降低机器人落地门槛[8] 技术与产品进展 - 公司核心团队已形成覆盖机器人结构、驱动、控制与系统工程的完整研发体系[4] - 成立一年内已连续推出多款核心产品,并进入稳定交付与验证阶段[4] - 灵巧手关节模组累计交付量即将突破千套[6] - 灵巧手产品已获得多家一线客户认可,并在真实应用场景中持续运行验证[6] - 公司坚持通用末端执行器方向,率先推出全绳驱、高自由度灵巧手方案,在高柔顺性与高可靠性之间实现工程级平衡[7] 市场与客户反馈 - 随着产品可靠性、一致性与工程成熟度提升,下游客户需求正从“技术验证”逐步转向“规模部署评估”[6] - 本轮融资资金将用于核心零部件与灵巧手产品的持续迭代、工程化与成本优化、市场拓展与重点客户合作推进,以及团队建设[7] - 未来12–18个月内,公司将重点完成灵巧手产品在多个应用场景下的规模化交付,并完善产品矩阵与平台能力[7] 团队与行业认知 - 核心团队成员来自清华大学、香港大学、美国西北大学、中国科学院大学、哈尔滨工业大学等知名高校,兼具学术背景与工程落地经验[8] - 公司创始人位德浩入选2025福布斯中国30 Under 30榜单[8] - 公司判断,当前具身智能与灵巧手产业正处于从“技术探索期”向“工程化验证期”过渡的关键阶段,未来数年内工程能力与平台化能力将成为拉开行业差距的关键因素[8]
踝关节康复革命!仿生绳索机器人如何精准复刻人体螺旋密码?
机器人大讲堂· 2026-01-02 18:05
核心观点 - 河北工业大学团队在《IEEE TBME》上发表突破性研究,开发了一款能精确模拟人体踝关节复杂螺旋运动的绳索驱动机器人,旨在解决传统刚性康复机器人因模型简化导致的人机不匹配问题,实现更柔顺、安全的康复训练 [2][4] 踝关节运动机制研究 - 通过高精度运动捕捉系统(6台VICON红外相机与IMU协同,每秒100帧)分析发现,踝关节运动并非围绕固定轴的简单旋转,而是一种伴随微小平移(扭转螺距在-0.02米至0.02米之间变化)且旋转轴时刻变化的螺旋运动,被称为“瞬时有限螺旋轴(IFHA)” [6][9] - 研究团队基于螺旋理论首次系统揭示了踝关节螺旋轴的分布规律与螺距变化区间,为机器人设计提供了真实的人体运动密码 [9] 机器人仿生设计与结构 - 研究团队提出了一种刚柔耦合的绳索驱动方案,用四根高强度绳索替代传统的电机直驱或电动推杆,模仿人体肌肉只能拉不能推的单向发力特性 [13][14] - 机器人主体采用3-US型并联机构,三个相同的分支(各含一个万向节-U和一个球铰-S)连接固定平台与运动平台,提供稳定的三维旋转自由度 [14] - 该设计使系统轻盈、惯性极小、运动柔顺,避免了刚性冲击带来的不适或风险 [21] 性能优化与实验验证 - 通过建立完整运动学模型并进行优化,机器人的内收/外展活动范围从±15°大幅提升至±36°,能完美匹配踝关节在行走、转向时的复合运动需求,并排除了所有潜在的运动死点 [22] - 对12名健康志愿者进行的被动康复实验显示,机器人能较好地跟随踝关节自然运动,人机相对旋转误差不超过2°、位移误差不超过3mm,四根绳索始终保持适度张力,未出现松弛或过度紧绷 [25][27] - 机器人流畅地完成了背屈/跖屈、内翻/外翻、内收/外展及其复合运动,验证了其三自由度康复训练能力,且未进入奇异状态 [27] 未来应用与挑战 - 当前研究仍在早期验证阶段,实验对象主要是健康成年人,未来需在真实患者群体中进行临床验证,覆盖不同年龄、损伤类型与康复阶段人群 [29] - 绳索的长期耐用性、系统刚度建模、智能控制算法集成是下一步的研究重点 [30] - 若挑战得以突破,这种轻量化、低成本、高适配度的踝关节康复机器人将有望走入社区、家庭及运动员的日常康复训练中 [30]