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吉林大学钱志辉教授:《源自人体的启示:仿生拉压体机器人原理与技术》
机器人圈· 2025-05-21 17:40
论坛概况 - 2025仿生机器人与智能控制论坛在杭州举行,聚焦仿生机器人和智能控制两大领域,吸引近400人参会,1万余人次线上观看 [2] - 吉林大学钱志辉教授作《源自人体的启示:仿生拉压体机器人原理与技术》主题报告 [2] 人形机器人现状 - 人形机器人因"人机共融"需求受关注,但技术处于"展示优先"阶段,存在人机接触安全性差、手臂操控弱、运动能耗高等问题 [4] - 人形机器人行走能耗COT值显著高于人类:波士顿动力Atlas为5,本田Asimo为1.6,人类仅0.05 [5] 机器人技术瓶颈分析 - 材料组成:机器人部件多为刚性材料,而人体骨骼仅占体重11%,其余为柔性材料 [6] - 关节结构:机器人关节需承受多类型载荷,生物关节主要承受简单拉压载荷 [6] - 动力系统:机器人驱动传动分离效率低,生物骨骼肌为驱动传动一体化柔性系统 [6] 仿生拉压体技术突破 - 提出仿生拉压体(Layagrity)原理,结合受压硬质构件和受拉柔质构件 [7] - 仿生拉压体机器人实现2.0-4.5 km/h稳定行走,COT值0.069-0.107,仅为传统机器人1.38-2.14倍 [11] - 膝关节设计实现自稳定,足踝系统实现变轴踝关节和变刚度足弓 [10] 灵巧手技术进展 - 仿生手研发占整机工作量50%以上,面临刚性手与软体手的技术矛盾 [11] - 采用三维动态X光成像系统捕获人手生物力学特征,精度达0.1mm平移和0.3°旋转 [14] - 仿生灵巧手成功复现人手关键运动特征,解决多自由度协同等技术瓶颈 [14] 机械臂创新 - 传统机械臂在非结构化环境表现不佳,运动灵巧性、环境柔顺性和驱动能效比存在缺陷 [15] - 研发磁吸电驱系统,实现类肌肉的力-速度-位置三参数解耦控制 [16] - 仿生机械臂自重6公斤可承载4公斤,支持乒乓球对打等高实时性任务 [19] 智能控制系统 - 集成视觉-触觉-本体感觉多模态大模型,构建具备场景认知能力的"数字小脑" [19] - 采用多模态增强训练(MAT)学习范式,模拟人类大脑决策-小脑执行机制 [19]