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最新国产机器狗亮相!四足机器人商用之路走向何方?

OFweek机器人网2020-09-24 09:29发文

9月23日,Dogotix(多够机器人)正式发布了两款已经进入批量生产阶段的第二代高性能仿生四足机器人,它们的分别是“大狗”DG-160A和“小狗”DG-48A。

其中,“大狗”DG-160A自重为24KG,搭载峰值扭矩达到160N.m与24弧度每秒角速度爆发力的动力电机,同时兼顾负重和高动态性能的要求。“小狗”DG-48A自重13KG, 搭配峰值动力48N.m电机负重6KG。这两款新产品都基于老款基础上做了更新,尤其是“大狗”DG-160A在输出动力、行驶速度、续航能力等方面较上一代有了较大提升,兼具负载与动力,可能会成为行业参考的经典设计。

Dogotix团队披露,第三代产品将在工业设计方面、动态控制和软件运行算法方面进行提高,正处于研发阶段,将在不久后推出。

与波士顿相比,Dogotix到哪一步了?

Dogotix成立于2016年,主要进行大型仿生机器人的研发、生产和销售。在过去的四年间,Dogotix已经研发出了较为成熟的四足机器人产品。公司不仅致力于上层的机器人硬件研发,在底层技术上,从特种电机设计、减速机设计、控制器设计等,也都积累起了全套的知识产权。

截至目前,公司已经积累起十几项知识产权,涵盖从底层电机到应用层的多项必要技术。

据介绍,相比传统的轮式、履带式机器人,多足机器人最显著的优势是其运动的灵活性和环境的适应性,足式形态使其能够适应复杂路面的行走,实现爬楼梯等动作,这些都是轮式、履带式机器人不具备的特性。

另外在功能上,四足机器人具备多样性。当出现一些特殊需求时,四足机器人可以在后面两足站立的前提下,将前面两足作为手臂使用,这大大拓展了其使用场景。

在机器人行业,由于技术难度高,四足机器人是个前人鲜有涉足的新领域。国外较为知名的有波士顿动力的机器狗,那么跟波士顿动力的四足机器人相比,多够的产品有哪些优势呢?

通过对比可以看出,DG-160A在输出动力、行驶速度、续航能力等方面已经有了和行业标杆波士顿动力Spot mini同台竞技的可能性。

虽然目前DG-160A相比于Spot mini还有一定差距,波士顿动力得益于其20年的软件技术积累在部分数据上仍然具有一定优势,不过这种差距正在迅速的缩小。如果按照我们研发团队目前的研发和迭代速度,在未来的8-12个月,预计DG-160A在软件方面也将同样达到国际领先水平。

作为对标波士顿动力Spot mini的仿生四足机器人,Dogotix这款产品推出后,无疑会对行业领头羊波士顿动力的Spot mini 产生一定冲击,和许多国产机器人类似,依赖于Dogotix产品顶级的配置和仅为业界对标产品的8%这个极具性价比的定价,定能为促进中国仿生四足机器人这个行业的发展起到重要的推动作用!

国内外研究难点及发展趋势

20世纪80年代开始,我国相关高校和科研院所对四足机器人展开系统研究。虽然基础较弱、起步较晚,但得到了国家的极大重视,其研究列入了国家"863"计划。目前,国内有关四足机器人研究的中坚力量主要集中在高校和少数研究机构,其中上海交通大学、清华大学、山东大学、北京理工大学、同济大学等高校的研究工作及其成果比较具有代表性。

国内最早进行四足机器人研究的是以上海交通大学马培荪教授为主的研究人员。他们研制的关节式哺乳动物型四足机器人JTUMM—III,整体有12个自由度,采用直流伺服电机进行驱动,利用它的足端压力传感器,通过位置和力的混合控制,实现了机器人的低速动态行走运动。

总体来说,四足机器人的发展趋势在不同技术层面和不同地区呈现不同的侧重方向。

从地区分布上说,国外对四足机器人的研究起步早、基础厚、水平高。对四足器人的驱动方式、运动形式、稳定依据判定等存在技术分歧的部分都进行过各种技术探索与科学尝试,多传感器融合技术也得到初步验证。尤其应当看到的是,美国由于军方的介入,其最新一代样机已经接近实用,这使其居于世界领先的地位。

国内对四足机器人的研究因起步晚、基础弱、水平低,特别是在系统理念、关键器件、基础术等方面存在较大差距等原因,在四足机器人的行进速度、负载能力等硬性指标上以及针对地形和扰动的自适应控制技术方面均和国外研究水平相差甚远,需要奋起直追,迎头赶上。

从技术层面看,四足机器人从最初的完全人工操作到现在具有一定的智能化程度其相关技术如计算机视觉、自动控制、人工智能、步态规划和能源供应等都取得了较大的进展。此外,四足机器人的行走模式经过了一个漫长的发展时期,从最初的静态稳定步行到特定环境中的动态稳定步行,再到在非结构化环境下的较为实用的动态定步行,四足机器人在步行适应性方面已经有了长足的进步。随着微处理器性能的步提升,越来越先进的理论和算法被应用到四足机器人的步态控制中,通过控制统、机械系统、环境之间的相互耦合传递运动,使四足机器人具有良好的稳定性和适应性。

四足机器人商用之路走向何方?

对于四足机器人而言,不管是对于建筑安全还是配送、家庭领域,其实目前都存在不小的商用难题。一方面是这些领域早有类似的机器人、无人机等先行入局,四足机器人向再进去分一杯羹不太容易;另一方面,四足机器人的定价相对昂贵一些,应用和维修成本不菲,导致商用落地困难。

目前四足机器人产品已经进入商用的公司并不多,波士顿动力算其中之一。拿波士顿举例,目前,波士顿动力已经为四足机器人找好了三大商用场景,即建筑安全、配送和家庭服务。但其实适合四足机器人落地的场景还有很多,比如道路巡检、医疗运输、农林植保等等,因此四足机器人企业不妨开展更多领域的尝试,拓展和深化商用范围。

而在价格上,我们知道四足机器人的研发制造本来就难度巨大、成本不低,但只有物美价廉了,产品才能为市场更多的青睐和追捧。因此企业需要进一步探索技术升级的可能性,以及从原材料、制造方式等方面对价格空间进行压缩。

此外,能否实现机器狗的量产,以及量产能力有多少,也是衡量其能都商用、商用空间有多大的重要依据。因此,四足机器人的商用之路虽然还很漫长,但一只脚已经踏在了路上。至于未来如何,敬请期待!

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