現在機器人沒很好地發展起來,是不是能源的問題?

獵奇怪


這裡提到的機器人,是仿人型的機器人,因為只有仿人型的機器人才會考慮到能源問題。

各類機器人的能源供給方式都有所不同:

1、應用領域最廣泛的:工業機器人,協作機器人,以及ARM類機器人。

這三類機器人主要應用在工業場景。因此主要也都是使用380V交流電,還有220V交流電。ARM類移動機器人是採用的鋰電池儲能,但充電也是採用的220V交流電。

工業機器人採用的工業用電:380V三項交流電

2、仿人型機器人,能源主要依靠鋰電池來供應。

有人會問,鋰電供應的電流,電壓都比較小。怎麼能夠滿足機器人運動跑跳的功能?

這裡得先來介紹一下仿人型機器人的運動控制的主要結構。

這款全球知名的波士頓動力的atlas機器人,你看到他身上揹著的,就是提供能源的鋰電池。

鋰電供應能源——控制器發出動作指令(具體如何發出的,這裡就不詳細解釋了)——驅動器——伺服電機——減速機——各個關節。

如果簡化一些說:就是控制器發出指令之後,驅動器會控制伺服電機進行精確地轉動,由於仿人型機器人本身都是輕量化結構,所以伺服電機一般會在大腿,肩部關節處採用盤式電機,在手腳的細小關節採用直驅電機。當電機提供的力矩比較小,我們又想機器人更有力度的時候,就會採用減速機。通過減速機,提高扭矩,實現節能,並且大扭矩的效果。

伺服電機+減速機,來實現提高扭矩的效果。

但是並不是整個機器人上面都是採用的伺服電機+減速機的傳動結構,還有一種電液伺服的傳動結構。比如說在主體的軀幹部位,在控制振動平衡中,以及腳掌的踝關節處,有不少機器人有用過液壓控制的方式。

說完這種傳動結構,在回來說能源,能源主要是供給給兩個地方:

1、核心控制器+外部傳感=計算和規劃路徑,以及動作

對於仿人型機器人來說,通過3D視覺傳感器,或者是激光導航傳感器獲取外部自然環境的信息。需要控制器進行運動學逆解,從而邁出動作。

你可以簡單的理解為,大腦計算的過程。這是過程其實挺耗能的。但是這又是不可節省的地方。

2、伺服系統,驅動肢體動作

不管這個機器人是用在什麼領域,是去踢足球,還是去跳舞,甚至就是巡邏等等工作。都要有基本的動作啊!

那麼能源的另外消耗就在這裡,如果能夠實現運動分解上面更好的控制,其實是可以節省不少能耗的。這個不是說,原本走兩步,我走一步就行了。而是說,這個邁腿的動作,可以動5個關節,且需要轉動的幅度都比較大,我現在只需要動三個關節,轉動一定的幅度就可以實現這個動作。這才是運動上面的節省。

(圖片引用自:機械狗圖紙)

當前仿人型機器人,依然還是以鋰電為主。但是在氫電池技術逐漸小型化之後,基本可以預測氫電池的優勢會更加明顯,或許對於研究仿人型機器人具有一定的幫助。

最後,仿人型機器人的發展緩慢,能源並不是主要因數。

目前全球在研究仿人型機器人的企業,例如豐田,本田,波士頓動力,其目的都是要創造一個可以進行機器學習,具備一定環境適應能力的機器人。而不是一個設定程序後,完成固定工作的機器人。

因此,仿人型機器人的核心瓶頸在,機器人學習,人工智能上面。現在整個機器人屆走的是兩條路,這兩條路並沒有完全分開。

1、硬件:運動控制之路

這條路的代表就是波士頓動力。整個機器人現在已經可以實現後空翻,體操表演了。這裡面不單單包含高超的機器學習算法,也包含了強悍運動控制能力。

2、alphgo 阿法狗:人工智能路線

谷歌的阿法狗是人工智能的代表之一,這就是一個機器人從零開始學習的典範。

未來如果能夠實現這兩者緩慢的有效結合,那才是仿人型機器人獲得榮光的時刻。


機器人觀察


我覺得主要是落地場景的問題。

首先,需要思考機器人可以用來幹什麼,如果回答是端茶倒水、閒聊嘮嗑、或者啥都能幹,那麼一定發展不好,因為這個目標太寬泛而且不剛需。

其次,我們看看有哪些買不錯的機器人呢?車間流水線的機械臂、貨物分揀機器人、智能客服機器人等,這些極大提高了生產力,發展就好一些。

所以,個人觀點,做機器人場景要清晰,不一定非得人形,還加上手和腳之類的,沒必要,關鍵還是看用來幹什麼。如果場景想清楚了並且沒有問題,我相信一定會發展起來的。


科學檔案


我覺得目前的機器人和你想象的應該不一樣,還達不到自動去做一些事情,需要給她配一個獨立的能量源,就想變形金剛裡面的火種之類的!

現階段的機器人主要還是在固定範圍內自動的,不需要太先進的電源或者能量源,大多數還是直接連線或者充電的!

以後的以後要是真發展起來了,能源確實需要配備好的,最起碼輸出要持久,重量要輕便,安全可靠!希望更先進的機器人能早日開發出來!能源也有較大的進步,最不濟可以把電動汽車的行駛里程提上來!

以上個人意見!


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