在CES的舞臺上,各式各樣、功能各異的機器人已不鮮見。然而,無論是教育類玩具機器人,物流或?qū)C器人,還是家用掃地機器人,或當前火熱的人形機器人,從其技術(shù)范式來看,都可以歸為同一類,即“剛性”機器人——采用了剛性材料、電機關(guān)節(jié)和各類復雜傳感器。雖然目前剛性機器人的應用已很常見,但也只覆蓋了千行百業(yè)豐富場景的冰山一角,想要真正融入人類社會生活,服務(wù)更多行業(yè)和場景,仍需克服在適應性、安全互動和成本等方面的挑戰(zhàn)。
而與之對應的則是“軟體”機器人——采用軟性材料,以氣/液體驅(qū)動,輕巧靈活、安全互動、易于變形,更適合與人和作業(yè)環(huán)境存在大量交互的復雜多變場景。作為一項前沿科技,軟體機器人現(xiàn)階段更多存在于實驗室研發(fā)場景中,如軟體魚、蛇、蠕蟲等形態(tài)的機器人,鮮有出現(xiàn)在人類生活中。在CES 2025大展上,多款已商用推廣的軟體機器人重磅亮相,為世界了解這一全新“物種”提供窗口。
CES2025展會現(xiàn)場 萬勛科技展示的通用軟體機器人受到廣泛關(guān)注
走進人類生活
軟體機器人的“最后一公里”
長久以來,作為新時代生產(chǎn)力的革命性突破力量,機器人的研發(fā)與應用普遍在重點追求精度和速度,以充分幫助人類提高生產(chǎn)力。而這也就要求機器人必須具備精準設(shè)計的剛性結(jié)構(gòu),才能具備“快而準”的作業(yè)能力。同時,這也使得它們的身體無法變形,難以實現(xiàn)與環(huán)境很好的交互,安全性低,應用范圍受限。
然而,隨著各行業(yè)、各應用場景需求的不斷擴大,這種傳統(tǒng)“剛性機器人技術(shù)”的應用局限便愈發(fā)凸顯。為實現(xiàn)機器人的多場景、規(guī)?;瘧?,近年來,業(yè)內(nèi)開始積極探索嘗試更多創(chuàng)新技術(shù)路線。其中,軟體機器人技術(shù)尤為突出、發(fā)展迅速。
軟體機器人技術(shù)的起源似乎可以追溯到20世紀80年代,日本岡山大學的機器人實驗室制造了一種硅膠軟體機械手,可以完成易碎物品的基本夾取動作,而隨著材料、制作、驅(qū)動控制等核心技術(shù)的進步,軟體機器人技術(shù)自20世紀90年代開始加速探索。新型高分子材料的突破,為軟體機器人性能的提升提供了良好的材料基礎(chǔ)。同時,3D打印技術(shù)的出現(xiàn)也為軟體機器人的生產(chǎn)制造帶來變革,能夠快速、準確地制造出復雜的軟體機器人結(jié)構(gòu),大大推動了軟體機器人的“進化”。這一時期,在哈佛大學的科研突破下,軟體機器人技術(shù)被一步步推向前沿熱點,并基本奠定了發(fā)展路線。
2010年,哈佛大學研發(fā)出一種有四只“腳”的小型軟體機器人,可以像蠕蟲一樣在非常狹窄的空間里進行活動,并準確抓取各類產(chǎn)品。這是世界上首個多足軟體機器人,引起巨大關(guān)注。2016年,哈佛大學團隊研發(fā)的軟體機器人Octobot再次引發(fā)轟動,成為世界上首個公認的全軟體機器人,其基體由3D打印技術(shù)制造而成,通過化學反應提供所需動力,采用流體驅(qū)動的行進方式,無需電力便可自主運動,為軟體機器人的發(fā)展帶來了跨時代的突破。
世界上首個多足軟體機器人,可以通過變形穿越復雜空間 | 圖片來源:Harvard magazine
現(xiàn)如今,軟體機器人技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)進入快車道,吸引了全球諸多學術(shù)機構(gòu)和企業(yè)積極探索,推出一系列研發(fā)成果,并逐漸突破傳統(tǒng)剛性機器人的局限,開辟新的機器人應用場景和功能模式。
憑借流體驅(qū)動、材料科學等技術(shù)創(chuàng)新,軟體機器人具備成本低、輕巧靈活、安全互動、易于變形等優(yōu)點,能夠克服傳統(tǒng)剛性機器人不夠安全、適用性低、成本高等缺陷,更適合與人和環(huán)境大量互動的復雜多變場景,具備面向更多行業(yè)的應用潛力,為機器人的大規(guī)模應用帶來可能。
而隨著技術(shù)與產(chǎn)品的成熟,軟體機器人也開始逐步探索商業(yè)化進程,但總體進展緩慢,一些重大的技術(shù)突破仍停留在實驗階段,尚不能真正實現(xiàn)落地。全球也僅有少數(shù)幾家公司實現(xiàn)了產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)級應用,并局限于醫(yī)療、工業(yè)等特定場景,且產(chǎn)品形態(tài)單一,多為夾爪、導管等。
本質(zhì)上,軟體機器人的出現(xiàn)是想讓機器人更加柔軟,突破剛性機器人“太硬”的局限,適應更多作業(yè)場景。但反過來,當機器人能夠成功變軟后,卻又因為“太軟”而面臨其他的難題——由于自身的柔軟特性,軟體機器人的控制精度和承載能力遠不如傳統(tǒng)的剛性機器人,導致作業(yè)能力有限。而很長一段時間內(nèi),受限于材料、驅(qū)動、控制等技術(shù)的成熟度,全球范圍內(nèi)都難以攻克這一難題。這也正是一直以來軟體機器人無法大規(guī)模落地應用的重要原因。
Pliabot?柔韌技術(shù)
讓軟體機器人“剛?cè)岵?/strong>
近年來,在新型高分子材料不斷突破,制造與驅(qū)動技術(shù)也更加精確與多樣化的驅(qū)動下,加上強化學習、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等多種高級算法的應用,軟體機器人的研發(fā)開始進一步創(chuàng)新升級,適應性、作業(yè)能力與智能化程度開始迎來新的突破。
以軟體機器人技術(shù)的商業(yè)化和廣泛應用為突破路徑,萬勛科技在全球首創(chuàng)了Pliabot?柔韌技術(shù),為軟體機器人,乃至剛性機器人的大規(guī)模普及應用提供了顛覆性的全新技術(shù)路線。
基于Pliabot?柔韌技術(shù)打造的軟體機器人,具備“類人肌體,過人能力”的獨特性能——通過軟材料仿生肌肉和神經(jīng)元智能復刻人類肌肉的柔韌特性,以氣壓/液壓驅(qū)動,結(jié)合小腦智能、大腦智能和云端智能,實現(xiàn)機器人本體和智能系統(tǒng)的全棧創(chuàng)新,既保留了軟體機器人高適應性、安全互動、低成本的優(yōu)點,又彌補了作業(yè)能力的短板,獲得遠超剛性機器人的負重比,更獲得了比人類更強的耐久作業(yè)與靈活作業(yè)能力,具備高環(huán)境抗性、高負重比、低成本、任務(wù)泛化性、安全性五大核心優(yōu)勢,更加貼合人類作業(yè)環(huán)境。
這其中,“類人肌體”是突破傳統(tǒng)純軟機器人技術(shù)局限的關(guān)鍵——如前文所述,純軟體機器人,由于軟材料自身剛度低,在實際進行作業(yè)時很難控制自身的運動穩(wěn)定性,以及輸出有力的大負載,作業(yè)能力有限。相比之下,Pliabot?柔韌機器人技術(shù)參考人類肌體,以剛?cè)崛诤系姆绞浇o軟體機器人加入“骨骼”和“脊梁”,讓它們既能在開展作業(yè)時 “挺起腰板”,又能依靠柔韌性提供靈活性與安全保障,達到“多剛一分則魯莽,多柔一分則儒弱”的平衡佳境??恐桓碧焐霉趋?,滿足多樣化的作業(yè)需求。換句話說,Pliabot?柔韌技術(shù)讓軟體機器人在保證柔軟的前提下,又大大提高了作業(yè)能力。
事實上,Pliabot?柔韌技術(shù)由軟體機器人技術(shù)派生發(fā)展而來,其淵源可追溯到哈佛大學研發(fā)的世界首個多足軟體機器人,但又經(jīng)過了充分的延伸發(fā)展和本土化的原創(chuàng)。萬勛科技研發(fā)團隊的核心人員,也來自哈佛大學、慕尼黑工大、香港大學、清華大學等頂尖高校,深耕軟體機器人領(lǐng)域十余年,深度參與了世界首個3D打印旋轉(zhuǎn)肌肉、世界首個剛?cè)?a href="http://www.wenjunhu.com/tags/耦合/" target="_blank">耦合夾爪、世界首個全自由度軟體仿生手、世界首個智能軟體關(guān)節(jié)、世界首個深海作業(yè)仿生軟體機器手臂等重大科研成果的研發(fā),擁有深厚的國際化學術(shù)背景與研發(fā)經(jīng)驗,是全球軟體機器人和智能柔性控制技術(shù)的重要推動者,深度參與和推動了軟體機器人技術(shù)的理論奠基、技術(shù)孵化和產(chǎn)業(yè)應用落地。
依托深耕軟體機器人核心技術(shù)十余年的深厚積累與創(chuàng)新,萬勛科技研發(fā)團隊持續(xù)聚焦關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)迭代,已構(gòu)筑起Pliabot?柔韌技術(shù)“長技術(shù)棧,短供應鏈”的競爭優(yōu)勢,通過融合仿生學原理、 高分子新材料、機械結(jié)構(gòu)設(shè)計、硬件與嵌入式算法、機器人控制與多模態(tài)信息融合、分布式具身智能等底層長鏈條創(chuàng)新,構(gòu)筑了多學科融合交叉的多層級技術(shù)壁壘,突破了軟體機器人單個部件、單個技術(shù)的分散式創(chuàng)新。截至目前,公司已累計申請數(shù)百項知識產(chǎn)權(quán),其中200余項已授權(quán),并領(lǐng)銜制定了軟體機器人領(lǐng)域的多項技術(shù)標準,有效確保了核心技術(shù)的稀缺性,引領(lǐng)全球軟體機器人技術(shù)的創(chuàng)新探索邁出里程碑式的一步。
賦能全球千行百業(yè)
Pliabot?柔韌機器人商業(yè)化加速
為更好地推動軟體機器人技術(shù)的快速應用,面向更多行業(yè)和場景發(fā)揮通用化價值,Pliabot?柔韌技術(shù)以模塊化開發(fā)平臺,復用標準模組,開發(fā)出柔韌肌肉、柔韌關(guān)節(jié)、柔韌單臂、柔韌雙臂、柔韌本體系統(tǒng)等多形態(tài)靈活應用,可組合各類末端執(zhí)行工具及移動底盤、升降機、流水線、可穿戴設(shè)備、無人飛行器乃至機器狗、人形機器人等不同載具平臺,在兼顧機器人未來形態(tài)長期演進的同時,能更加靈活地滿足高空作業(yè)、新能源智駕、工業(yè)制造、商業(yè)服務(wù)、家庭服務(wù)等不同領(lǐng)域、行業(yè)和場景的實用性與規(guī)模應用需求,具備極強的通用性和商業(yè)化能力。
基于Pliabot? 柔韌技術(shù),萬勛科技已推出兩大產(chǎn)品系列,分別是將軟體機器人與無人機結(jié)合的獵戶座系列空中柔韌機器人,以及將軟體機器人與自動駕駛結(jié)合的麒麟座自動充電機器人,廣泛應用于高空清潔、智駕充電、能源運維、應急救援、環(huán)境保護等十余個不同行業(yè)的豐富作業(yè)場景。
在Pliabot?柔韌技術(shù)的加持下,獵戶座系列空中柔韌機器人創(chuàng)造性地將柔韌臂、柔韌關(guān)節(jié)與大疆無人機深度整合,原生適配其輕載/重載多系列機型,已發(fā)展出空中精準作業(yè)、柔韌噴灑、主動釋放和接觸式檢測四大產(chǎn)品線,可跨行業(yè)、跨場景使用,為高空清潔、能源運維等諸多行業(yè)提質(zhì)、降本、增效,更助力低空經(jīng)濟蓬勃發(fā)展。
比如AP3-P3柔韌系留清洗系統(tǒng),在柔韌云臺的助力下,可實現(xiàn)自適應平衡、柔韌緩沖碰撞及多角度靈活調(diào)整,具備全域安全、抵近作業(yè)等獨特優(yōu)勢,可用于大廈外墻、高塔等高空清潔場景,大幅提升傳統(tǒng)人工作業(yè)效率,并保證作業(yè)人員安全;AP30-N1空中柔韌作業(yè)平臺,在無人機平臺上搭載了可大范圍伸縮、多角度靈活轉(zhuǎn)向的柔韌臂,自重輕、負載大,可保證交互安全,具備空中精準抓取、放置、采樣等功能,讓傳統(tǒng)無人機具備了精準作業(yè)能力與環(huán)境適應能力,滿足多元化及高??罩凶鳂I(yè)需求。
而麒麟座柔韌自動充電機器人,基于新一代柔韌仿生肌肉技術(shù),充分模擬人類手臂柔性動作與交互特性,具備顛覆式性能與成本優(yōu)勢,并以強大的多環(huán)境、多場景適應性實現(xiàn)全域通用,目前商業(yè)化進展持續(xù)加速,為行業(yè)提供了具備規(guī)模商用優(yōu)勢的完整自動充電解決方案,助力智駕體驗升級,更為新能源汽車產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展提供新動能。
目前,萬勛科技已實現(xiàn)柔韌機器人核心部件全球最早量產(chǎn)出貨,系列產(chǎn)品服務(wù)了全球100多個國家、地區(qū)和城市的客戶,建立了廣闊的海內(nèi)外渠道與客戶網(wǎng)絡(luò)。在推廣并拓展現(xiàn)有產(chǎn)品和解決方案、讓全球更多地區(qū)客戶體驗Pliabot?柔韌機器人的同時,公司也將持續(xù)進行技術(shù)和產(chǎn)品迭代,延伸服務(wù)能力,與更多行業(yè)和客戶一起探索并落地新的應用場景,為世界打造新質(zhì)生產(chǎn)力。
此外,萬勛科技也將持續(xù)加大核心技術(shù)攻關(guān),基于Pliabot?柔韌技術(shù)獨特優(yōu)勢,積極開拓更多新的產(chǎn)品線,探索與通用人形機器人、工業(yè)專用機器人、家庭服務(wù)機器人等多形態(tài)、多功能機器人的融合,幫助機器人解鎖“十八般武藝”,為各行業(yè)打造低成本、高適應性的創(chuàng)新型機器人服務(wù)解決方案,加速機器人時代到來。
審核編輯 黃宇
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