双臂人形机器人的发展史:双臂协作机器人

一、从概念萌芽到早期探索:双臂设计的雏形

人形机器人的历史可追溯至公元前4世纪亚里士多德的构想,但真正意义上的双臂结构探索始于文艺复兴时期双臂协作机器人 。达芬奇设计的机械骑士(1495年)虽未实际制造,但其仿生关节与双臂运动原理启发了后世47。20世纪70年代,早稻田大学推出首台全尺寸人形机器人Wabot-1,其双臂虽仅能完成简单抓握,但首次将“类人操作”纳入设计目标。该机器人采用液压驱动,手部材料甚至已尝试碳素纤维,奠定了双臂功能化的硬件基础

左侧为Wabot-1双臂协作机器人 ,右侧为Wabot-2

二、技术迭代与功能分化:从单一操作到协同控制

1980年代,本田ASIMO的问世标志双臂机器人进入系统集成阶段双臂协作机器人 。ASIMO的双臂虽主要用于平衡行走,但其肩肘腕的7自由度设计启发了后续操作型机械臂的研发 。同期,高校如哈尔滨工业大学开始探索仿生机械臂,但因硬件限制,早期成果多停留于实验室。2000年后,随着协作机器人技术突破,双臂协同控制成为焦点。例如,优必选Walker的双臂可完成端茶、开门等任务,通过力控传感器实现柔顺操作,但其核心关节模组仍依赖进口。

ASIMO实现端送水杯

三、双臂技术的崛起:硬件自主与场景落地

2020年后,双臂机器人实现跨越式发展双臂协作机器人 。以天机机器人Marvin为例,其采用超轻量化钛合金双臂,负载自重比达1:1.6,远超行业平均水平。通过MEMS力矩传感器与一体化关节模组,Marvin的双臂可实现±0.05mm精度,并支持拖拽示教,已应用于咖啡制作、精密装配等场景。另一是上海青心意创的Orca I,其双臂搭载多模态感知系统,能完成泡咖啡、调酒等复杂任务,体现了“感知-决策-执行”闭环的成熟

Marvin自主完成咖啡制作

四、未来趋势:具身智能与商业化突围

未来双臂人形机器人的发展将围绕三大方向:

智能融合:借助大模型提升环境理解能力双臂协作机器人 。如特斯拉Optimus通过迁移自动驾驶算法,使双臂动作规划更适应动态场景48。

成本优化:国产供应链的成熟将大幅降低核心部件成本双臂协作机器人 。例如谐波减速器、空心杯电机等已实现国产替代,2025年双臂整机成本有望降至20万元以内58。

场景泛化:从工业向家庭、医疗延伸双臂协作机器人 。深圳众擎SE01的“自然步态”技术已支持双臂在崎岖地形下稳定操作,为户外救援等场景铺路

特斯拉Optimus-Gen2

总结:从工具到伙伴的双臂进化

双臂人形机器人的发展史,本质是人类对“拟人化工具”需求的具象化双臂协作机器人 。从Wabot-1的机械抓取到Marvin的智能协作,双臂不仅是功能载体,更是人机交互的媒介。随着在硬件自主与AI算法上的突破,下一代双臂机器人将突破“恐怖谷效应”,成为真正的生产力伙伴。而这一进程,或将从2025年天机Marvin的千台量产计划正式启航。

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