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產(chǎn)品智能化升級+充分降本是人形機器人廣泛商業(yè)化應(yīng)用的關(guān)鍵問題

來源:國海證券      編輯:創(chuàng)澤      時間:2023/8/8      主題:其他   [加盟]

礙人形機器人商業(yè)化量產(chǎn)主要原因有三:

• 大規(guī)模應(yīng)用場景不足,應(yīng)用場景直接影響機器人需求的剛性程度,目前人形機器人應(yīng)用場景仍有待挖掘。

• 諸多技術(shù)問題亟待解決。目前人形機器人尚處于功能相對簡單、初步智能的形態(tài)。

• 機器人成本高企。人形機器人機構(gòu)復(fù)雜,制造成本高昂,成本控制有賴于大規(guī)模生產(chǎn)的基礎(chǔ)及多方位的技術(shù)

人形機器人商業(yè)化量產(chǎn)解決路徑:

• 核心仍是機器人功能和智能化水平提升,支撐機器人從封閉場景走向開放場景,從單一場景進入復(fù)雜場景。

• 以ChatGPT、PaLM為代表的AI多模態(tài)大模型顯著智能化水平,增強機器人的人機交互能力、機器人自編譯能力;此外,電機、減速器、傳感器, 芯片等硬件環(huán)節(jié),持續(xù)升級迭代。

• 放量降本+引進國產(chǎn)供應(yīng)鏈。特斯拉人形機器人目前仍處樣機階段,尚未量產(chǎn)和交付,隨著商業(yè)化落地放量,以及在供應(yīng)鏈環(huán)節(jié)引入國產(chǎn)供應(yīng)商 后,成本有望充分下降,使得人形機器人有望得到進一步普及。






具身智能運行框架:交叉學(xué)科發(fā)展,包含具身感知、具身想象、具身執(zhí)行

具身智能包含具身感知、具身想象和具身執(zhí)行三個模塊,各學(xué)科相對成熟的積累為具身智能進一步發(fā)展提供基礎(chǔ),通過多模型訓(xùn)練,在多傳感器合作下完成任務(wù)執(zhí)行

離身智能:第一人稱視角,強調(diào)感知與理解環(huán)境

學(xué)習(xí)方法:旁觀型學(xué)習(xí),實踐性學(xué)習(xí);擅長領(lǐng)域:智能中表征與計算的部分,主動式感知,執(zhí)行物理任務(wù);感知方法:被動接受數(shù)據(jù),支持與外界交互

機器人的手指執(zhí)行器-空心杯電機

人形機器人手指關(guān)節(jié)需配備更多小型化且能夠輸出較大力的電機,屬于直流永磁伺服電動機的空心杯電機完美契合人形機器人對應(yīng)手指關(guān)節(jié)輕量化,高精度等需求;

不同類型的行星滾柱絲杠結(jié)構(gòu)

標準式行星滾柱絲杠是將螺旋運動和行星運動結(jié)合在一起,行星滾柱絲杠具有承載能力強,剛度大,精度高,耐磨損,耐沖擊和壽命長等特點

絲杠與導(dǎo)軌配套使用,實現(xiàn)支撐與機器人轉(zhuǎn)向

滾動絲杠可分為滾珠絲杠和滾柱絲杠兩大類,傳動效率較高;導(dǎo)軌與絲杠成套運行,導(dǎo)軌用于實現(xiàn)支撐和導(dǎo)向,導(dǎo)軌種類包括滑動導(dǎo)軌,滾動導(dǎo)軌,靜壓導(dǎo)軌等

智能機器人的重要核心零部件-諧波減速器

減速器是常用作原動件與工作件之間的減速傳動裝置,諧波減速器具有體積小,重量輕的優(yōu)點,因此是智能服務(wù)人形機器人的優(yōu)質(zhì)選擇

準直驅(qū)電機-大承重關(guān)節(jié)更優(yōu)選擇

在部分承 力較大的關(guān)節(jié)我們認為大扭矩直驅(qū)電機也是不錯的選擇,開發(fā)者多采用準直驅(qū)電機+低減速比減速器組合來折中

伺服電機-機器人關(guān)節(jié)的驅(qū)動裝置

伺服電機是執(zhí)行機構(gòu),可將電壓信號轉(zhuǎn)化為電機的轉(zhuǎn)矩和轉(zhuǎn)速,用來控制伺服電機,指令裝置則是發(fā)脈沖或者給速度用于配合驅(qū)動器正常工作的

機器人配件-3D視覺傳感器

雙目相機法是基于視差原理并利用成像設(shè)備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像;結(jié)構(gòu)光法通常采用特定波長的不可見的紅外激光作為光源

智能機器人Optimus的靈巧手掌采用空心杯電機+力傳感器的方案

智能機器人Optimus手掌采用空心杯電機+微型行星齒輪箱+繩驅(qū)+蝸輪蝸桿+力傳感器的方案,一只手掌擁有 6(×2)個執(zhí)行器,11 個自由度,負荷20磅

特斯拉人形機器人 Optimus 的驅(qū)動方案分析

基于無框力矩電機+編碼器+行星滾柱絲杠+力傳感器+深溝球軸承+四點接觸軸承的線性執(zhí)行器,通過進行共性研究減少使用驅(qū)動器的種類

AI智能機器人可以分成五大部分

感知系統(tǒng)用以將外部環(huán)境信號轉(zhuǎn)換為機器人可以理解的信息或者數(shù)據(jù);驅(qū)動系統(tǒng)包括電機,減速器,編碼器等;末端執(zhí)行系統(tǒng)用以和外界環(huán)境進行交互

AI智能機器人在完成任務(wù)時需要經(jīng)歷三個層次

機器人通過傳感器感知周圍環(huán)境,并且識別到任務(wù)體在環(huán)境內(nèi)所處的位置;將任務(wù)拆解成多個步驟,按順序執(zhí)行步驟達到完成任務(wù)的目標
 
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