液压PK电驱,哪家机器狗更胜一筹

这个世界上的仿生型机器狗,一种叫波士顿动力,另外一种叫非波士顿动力。

 波士顿动力

昨天,波士顿动力机器狗Spot 2.0版本正式发布,对导航,自主性,感测,用户可编程性,有效载荷集成,通信等方面进行了改进,波士顿动力的商业化之路已经越来越清晰了。

Spot Release 2.0的最大亮点可能是全新改进的自主导航API,这代表了波士顿动力开始真正意义上对用户开放其底层平台,开源之后,用户可以根据自己的需求进行二次改装。以前的API允许用户命令Spot以特定的速度沿特定的方向移动特定的距离。这个功能现在已经得到了广泛的扩展,可以指挥Spot在整个建筑物中自主导航。

2.0版本还包括了一些重要的移动性升级,使Spot在湿滑的地面上更有弹性,并能更好地应对楼梯,这两点都是Spot在首次商业部署的环境——建筑工地中遇到的问题,而现在Spot 2.0可以使爬楼梯变得更安全、更可靠。

 宇树科技

相比于波士顿动力一台机器狗相当于一辆豪车的售价,极具中国特色的宇树科技将机器狗的价格做到了一万美元以内,并且已经量产、出售。

2016年8月份,王兴兴从大疆离职,创办了宇树科技,从成立至今不到 4 年时间里,宇树科技已经成为四足机器人领域最知名的公司之一。2019年12月,宇树科技完成了数千万元Pre-A轮融资,由红杉中国种子基金投资,上一轮投资方德迅投资进一步追投。

宇树科技至今已经开发了Laikago,、Laikago Pro、AlienGo、Unitree A1四款机器人。其中“莱卡狗”(Laikago)2017年开始接受意向订单,2018年开始正式接订单、生产及发货。基于公开检索,宇树科技可能是全球最早开始公开零售高运动性能四足机器人的公司。

 蔚蓝

2019年,一群满怀梦想的工程师创立了南京蔚蓝智能科技有限公司(以下简称“蔚蓝”),同年,蔚蓝向特定客户发布了世界上第一款四足机器人形态的个人机器人项目——阿尔法机器狗AlphaDog,该项目展示了世界上第一台行走速度能够超过3米/秒的量产四足机器人产品,它也是世界上第一个定位为通用型四足形态个人机器人的产品。

作为量产机器人产品,阿尔法机器狗前所未有的行走速度证明了其领先的运动控制技术。2020年初,蔚蓝公开发布了阿尔法机器狗 C系列和阿尔法机器狗 E系列产品。

目前,蔚蓝拥有4款AlphaDog产品,从工程样机、开发者版本再到企业版,应有尽有。

除了以上的这些,还有MIT实验室出品的猎豹机器人、浙大的“绝影”机器狗等等,只是都还没有进入产业化量产阶段,所以本文并不做详细点评。

而至于关注机器狗的目光越来越多,高工机器人研究所分析师张鑫表示:“机械狗作为腿式移动机器人的代表,其与AMR轮式移动机器人相比,由于轮式机器人其简单的机械结构和较好的稳定性,使其相较于腿式机器人更易控制。”

此外,他认为相较于腿式机器人,轮式机器人其驱动结构使机器人运动更快,且能耗更少。但就地面适用性而言,腿式具有更广的优势,因为其仿生特性及对不平整地面的平稳适应性。不过,随着技术的提高,将轮式和腿式结合,以获得地面最大适应性,且更优的完成所执行的任务,才是人类研究机器人移动方式的目的。

 两种技术路径:液压与电控

2015 年,王兴兴在上海的一个机器人比赛上获奖后就表示,“未来四足机器人要产业化肯定是小一点的、电驱动的版本,而不会是波士顿动力的液压机器人。”当时还在读书的他已经有了将机器人市场化的想法,而且认定了就是电驱动。

浙大“绝影”机器狗负责人朱秋国也表示:“追求液压驱动的关键原因就在于其力量很大。在尺寸相当的情况下,选择液压驱动的机器狗相比全电机驱动的机器狗,在负重能力上具有明显优势。”

不过,对液压驱动的机器人来说,每一个液压泵都需要配备一个大功率的发动机或电机,这意味着在提升液压泵压力时,会带来噪音问题。“从波士顿早期视频来看,带了一个发动机的机器人,大老远都能听到响声,这在军用领域是非常致命的。”波士顿动力的大狗机器人也正因此被美国军方冷落。

业内人士也表示,除了噪音,液压驱动还存在漏油以及维护不便等问题。

纵观国内机器人研究,朱秋国认为国内对液压机器人的研究,与波士顿动力相比差距仍然较大,而开发电机驱动的机器人是一个“弯道超车”的选择。

“绝影身上采用的电机与波士顿动力开发的电机相比,尽管在性能上会存在差距,但这种差异不会是机器人运动能力的决定性因素。”朱秋国说道。

 巡检应用市场未来可期

波士顿动力商业化落地的第一个客户是一家室外建筑公司,这也很契合腿足式机器人的特性。

相比于传统的轮式移动机器人,腿足机器人具备轮式机器人无法比拟的优势。比如在散布碎石、坑洼的地面,腿足机器人能够更好跨越,同时能够实现上下楼梯。总的来说,跨越复杂地形、上下楼梯会成为腿足机器人对比轮式机器人的最大优势。

基于此,业内人士认为,腿足机器人现阶段的主要场景将会是在巡检领域,这是由于巡检的范围可能包括了山区、郊外等,但轮式机器人无法覆盖这些复杂的地形条件,且对台阶、碎石等路面情况也束手无策。

“当我们的机器人能力不断进步,人们的对四足机器人的认识不断增强的时候,人们终会发现一台腿足机器人能做的事情更多,巡检的范围也能拓展到更大范围。腿足机器人在短距离内从事巡检工作一定是未来趋势。”朱秋国表示。

与此同时,腿足机器人在硬件成本上比轮式机器人多出来的部分仅在于执行关节,目前执行关节作为机器人的关键部件在造价上有很好的成本控制方案,尤其是在实现量产后,售价可以做到与轮式相当的水平,几乎可以将价格劣势抹平。

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