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产品智能化升级+充分降本是人形机器人广泛商业化应用的关键问题

来源:国海证券      编辑:永利服务      时间:2023/8/8      主题:其他   [加盟]

碍人形机器人商业化量产主要原因有三:

• 大规模应用场景不足,应用场景直接影响机器人需求的刚性程度,目前人形机器人应用场景仍有待挖掘。

• 诸多技术问题亟待解决。目前人形机器人尚处于功能相对简单、初步智能的形态。

• 机器人成本高企。人形机器人机构复杂,制造成本高昂,成本控制有赖于大规模生产的基础及多方位的技术

人形机器人商业化量产解决路径:

• 核心仍是机器人功能和智能化水平提升,支撑机器人从封闭场景走向开放场景,从单一场景进入复杂场景。

• 以ChatGPT、PaLM为代表的AI多模态大模型显著智能化水平,增强机器人的人机交互能力、机器人自编译能力;此外,电机、减速器、传感器, 芯片等硬件环节,持续升级迭代。

• 放量降本+引进国产供应链。特斯拉人形机器人目前仍处样机阶段,尚未量产和交付,随着商业化落地放量,以及在供应链环节引入国产供应商 后,成本有望充分下降,使得人形机器人有望得到进一步普及。






具身智能运行框架:交叉学科发展,包含具身感知、具身想象、具身执行

具身智能包含具身感知、具身想象和具身执行三个模块,各学科相对成熟的积累为具身智能进一步发展提供基础,通过多模型训练,在多传感器合作下完成任务执行

离身智能:第一人称视角,强调感知与理解环境

学习方法:旁观型学习,实践性学习;擅长领域:智能中表征与计算的部分,主动式感知,执行物理任务;感知方法:被动接受数据,支持与外界交互

机器人的手指执行器-空心杯电机

人形机器人手指关节需配备更多小型化且能够输出较大力的电机,属于直流永磁伺服电动机的空心杯电机完美契合人形机器人对应手指关节轻量化,高精度等需求;

不同类型的行星滚柱丝杠结构

标准式行星滚柱丝杠是将螺旋运动和行星运动结合在一起,行星滚柱丝杠具有承载能力强,刚度大,精度高,耐磨损,耐冲击和寿命长等特点

丝杠与导轨配套使用,实现支撑与机器人转向

滚动丝杠可分为滚珠丝杠和滚柱丝杠两大类,传动效率较高;导轨与丝杠成套运行,导轨用于实现支撑和导向,导轨种类包括滑动导轨,滚动导轨,静压导轨等

智能机器人的重要核心零部件-谐波减速器

减速器是常用作原动件与工作件之间的减速传动装置,谐波减速器具有体积小,重量轻的优点,因此是智能服务人形机器人的优质选择

准直驱电机-大承重关节更优选择

在部分承 力较大的关节我们认为大扭矩直驱电机也是不错的选择,开发者多采用准直驱电机+低减速比减速器组合来折中

伺服电机-机器人关节的驱动装置

伺服电机是执行机构,可将电压信号转化为电机的转矩和转速,用来控制伺服电机,指令装置则是发脉冲或者给速度用于配合驱动器正常工作的

机器人配件-3D视觉传感器

双目相机法是基于视差原理并利用成像设备从不同的位置获取被测物体的两幅图像;结构光法通常采用特定波长的不可见的红外激光作为光源

智能机器人Optimus的灵巧手掌采用空心杯电机+力传感器的方案

智能机器人Optimus手掌采用空心杯电机+微型行星齿轮箱+绳驱+蜗轮蜗杆+力传感器的方案,一只手掌拥有 6(×2)个执行器,11 个自由度,负荷20磅

特斯拉人形机器人 Optimus 的驱动方案分析

基于无框力矩电机+编码器+行星滚柱丝杠+力传感器+深沟球轴承+四点接触轴承的线性执行器,通过进行共性研究减少使用驱动器的种类

AI智能机器人可以分成五大部分

感知系统用以将外部环境信号转换为机器人可以理解的信息或者数据;驱动系统包括电机,减速器,编码器等;末端执行系统用以和外界环境进行交互

AI智能机器人在完成任务时需要经历三个层次

机器人通过传感器感知周围环境,并且识别到任务体在环境内所处的位置;将任务拆解成多个步骤,按顺序执行步骤达到完成任务的目标
 
资料获取

服务机器人在展馆迎宾讲解
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