當?shù)貢r間2月25日，一年一度的世界移動通信大會(MWC)在西班牙巴塞羅那拉開了序幕。它始創(chuàng)于1995年，由移動通信亞洲大會發(fā)起，已經(jīng)成為全球最具影響力的移動通信領域的展覽會。今年的MWC匯聚了來自220多個國家的近800家移動運營商以及230多家移動生態(tài)系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)鏈企業(yè)，是眾多運營商、設備終端商競相發(fā)布最新科研成果的黃金舞臺。其中，中國INNFOS展出的智能柔性服務機器人XR-1吸引了一大波媒體和智能科技愛好者駐足觀看。
作為“少數(shù)全球范圍內真正達到商業(yè)化運營的人工智能公司”，INNFOS雖然對于我們普通消費者而言名聲不顯，但是該公司的一些產(chǎn)品在類似銀行、電信運營商、房地產(chǎn)、醫(yī)院等多個領域都已經(jīng)有了比較廣泛的使用。目前，INNFOS已經(jīng)陸續(xù)推出了MORDY、R5、R5S等系列機器人以及采用諧波減速器的QDD Pro系列、采用行星減速器的QDD系列和無減速器的DD系列的智能柔性執(zhí)行器SCA，每一款都是INNFOS以熱情和汗水澆灌出的驕傲作品。
在此次MWC現(xiàn)場，INNFOS XR-1前人流攢動，許多觀眾在這里駐足觀看。這是由“XR尖端機器人實驗室”歷時16個月研發(fā)完成的類人型智能柔性服務機器人。據(jù)相關負責人介紹，研發(fā)人員通過安全高速的移動專網(wǎng)連接擁有融合智能的云端大腦，在類人型身體上配備了全身柔性關節(jié)和多層立體感知模塊，使機器人實現(xiàn)了全方位的聽、說、看、動智能人機交互能力，做到了對人和環(huán)境的友好互動和安全共處。
XR-1機器人擁有人形身體、三輪底盤和34個自由度。它可以做出各種柔性、擬人化動作和手勢，跳出各種姿勢優(yōu)美的舞蹈，前后左右自如移動，自動調整身體重心保持身體動態(tài)平衡。
一個精密的穿針的動作可見其傳感器的靈敏和其手臂的靈活性。
為何XR-1可以完成如此復雜的動作且成本可控?這有賴于XR-1機器人在全身關節(jié)采用的智能柔性執(zhí)行器SCA(Smart Compliant Actuator)。
高精度柔性關節(jié)SCA驚艷亮相
高精度柔性關節(jié)SCA讓XR-1機器人具備了像人一樣完成復雜動作的能力。
我們知道，數(shù)字化、智能化、簡易化、網(wǎng)絡化和高效化是新型伺服系統(tǒng)的發(fā)展趨勢。隨著電子技術水平的不斷提高，伺服系統(tǒng)的發(fā)展也在不斷升級。針對傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)出現(xiàn)的問題，在世界上對伺服系統(tǒng)的研發(fā)已有所突破，而國內針對高端服務機器人的底層伺服系統(tǒng)設計卻仍處于初級階段。
INNFOS經(jīng)過多年的研發(fā)，將底層伺服驅動、高精度編碼器、新型伺服電機、高精度減速器等核心技術進行了創(chuàng)新性設計與研發(fā)，從機械結構、核心算法、加工工藝等多個方面實現(xiàn)了技術突破，完成了新型智能化柔性執(zhí)行器SCA的研發(fā)。
SCA智能柔性執(zhí)行器克服了傳統(tǒng)伺服系統(tǒng)底層技術的幾個難題:
傳統(tǒng)伺服一般使用內轉子電機，其扭矩密度低，軸向長度大，轉動慣量小，制作工藝復雜要求高，過載能力弱。SCA智能柔性執(zhí)行器優(yōu)化了電機設計配合高級算法，使得外轉子電機可以更好的應用于伺服系統(tǒng)。優(yōu)化過的外轉子電機具有扭矩密度高，扁平(適合空軸，外徑加大編碼器分辨率高)，轉子慣量大(適用于慣量匹配)、制造工藝簡單等特點。據(jù)達闥科技負責人表示，優(yōu)化過的電機設計轉矩平穩(wěn)，可應用于高級電機控制算法，電機過載能力強。
此外，傳統(tǒng)伺服剛性關節(jié)，無法對外界環(huán)境做出及時的被動響應。而SCA智能柔性執(zhí)行器在串聯(lián)彈性驅動關節(jié)的基礎上，增加了其可變剛度的功能，這便是可變剛度的串聯(lián)彈性驅動關節(jié)。串聯(lián)彈性驅動關節(jié)不僅能實現(xiàn)柔性關節(jié)的功能，還能根據(jù)機器人的運動狀態(tài)，無級改變關節(jié)的勁度系數(shù)，甚至調整到剛性關節(jié)。極大地提升了機器人對環(huán)境的適應性，增強安全性，當機器人運行過程中遇到障礙物時，可停止運行，當障礙物離開時可恢復動作。
高度集成化的新型伺服電機
除了上述兩大難題，傳統(tǒng)伺服電機、編碼器、驅動分離，體積冗余，成本高。SCA智能柔性執(zhí)行器研發(fā)團隊通過優(yōu)越的設計方案將電機、驅動器和編碼器集成為一個整體，于是有了“體化柔性旋轉驅動執(zhí)行器”，研究團隊采用多層板緊湊布局方式將驅動電路編碼器電路集成到一塊小巧的電路板上，將電源、驅動控制電路、保護電路、電流傳感器電路高度集成，實現(xiàn)了成本低，性能高，體積小的特性。
SCA在同樣高動態(tài)性能下體積僅為傳統(tǒng)伺服器系統(tǒng)的十分之一，更好地解決了服務機器人關節(jié)的集成化問題，同時，SCA的柔性功能大大提高了人與機器人交互協(xié)作的安全性。
成本可控的自主專利技術INNFOS自主研發(fā)的專利技術，讓成本控制變成可能。
SCA技術完全由INNFOS自主研發(fā)，是服務機器人重要的底層技術標準，這種柔性技術不僅可以應用于家庭、健康醫(yī)療等領域的服務機器人，還能夠廣泛應用于機械制造加工、航空航天、精密儀器等等領域，提高作業(yè)效率，降低工作安全風險。
目前全球機器人產(chǎn)業(yè)格局已經(jīng)逐步形成，全球各大技術公司如谷歌、軟銀、百度等都在投入大量資金發(fā)展人工智能，人工智能在未來的發(fā)展會持續(xù)增溫。中國機器人產(chǎn)業(yè)的發(fā)展重點在于底層核心技術的發(fā)展。
行業(yè)格局變化利于本土企業(yè)崛起，部件國產(chǎn)化進步明顯，國內工業(yè)機器人行業(yè)結構將由“T”型單一發(fā)展模式逐步轉變?yōu)椤癘”型產(chǎn)業(yè)鏈綜合發(fā)展，形成一個規(guī)模巨大的市場，擁有核心技術的本土企業(yè)將成為這塊市場的主角。
經(jīng)過極具國際影響力的學界、業(yè)界、投資界和專業(yè)媒體組成評審專家委的評選，INNFOS還在2018世界人工智能大會上脫穎而出，入圍2018世界人工智能創(chuàng)新大賽最高榮譽—SAIL獎。該獎項是人工智能領域最高規(guī)格的官方獎項之一，用于表彰引領技術創(chuàng)新變革、創(chuàng)造未來美好生活的全球人工智能創(chuàng)新項目。
在本次2019MWC，INNFOS作為“少數(shù)全球范圍內真正達到商業(yè)化運營的人工智能公司”與其自主研發(fā)的機器人發(fā)展的重要底層技術在國際舞臺上大放異彩，讓國人十分驕傲。我們希望中國有更多的世界領先的機器人核心硬件技術來提升我們在高端機器人領域的技術實力，為中國機器人底層伺服技術的發(fā)展奠定堅實的技術基礎，順應世界機器人行業(yè)發(fā)展的趨勢，實現(xiàn)機器人時代的重要創(chuàng)新！
