现在机器人没很好地发展起来,是不是能源的问题?

猎奇怪


这里提到的机器人,是仿人型的机器人,因为只有仿人型的机器人才会考虑到能源问题。

各类机器人的能源供给方式都有所不同:

1、应用领域最广泛的:工业机器人,协作机器人,以及ARM类机器人。

这三类机器人主要应用在工业场景。因此主要也都是使用380V交流电,还有220V交流电。ARM类移动机器人是采用的锂电池储能,但充电也是采用的220V交流电。

工业机器人采用的工业用电:380V三项交流电

2、仿人型机器人,能源主要依靠锂电池来供应。

有人会问,锂电供应的电流,电压都比较小。怎么能够满足机器人运动跑跳的功能?

这里得先来介绍一下仿人型机器人的运动控制的主要结构。

这款全球知名的波士顿动力的atlas机器人,你看到他身上背着的,就是提供能源的锂电池。

锂电供应能源——控制器发出动作指令(具体如何发出的,这里就不详细解释了)——驱动器——伺服电机——减速机——各个关节。

如果简化一些说:就是控制器发出指令之后,驱动器会控制伺服电机进行精确地转动,由于仿人型机器人本身都是轻量化结构,所以伺服电机一般会在大腿,肩部关节处采用盘式电机,在手脚的细小关节采用直驱电机。当电机提供的力矩比较小,我们又想机器人更有力度的时候,就会采用减速机。通过减速机,提高扭矩,实现节能,并且大扭矩的效果。

伺服电机+减速机,来实现提高扭矩的效果。

但是并不是整个机器人上面都是采用的伺服电机+减速机的传动结构,还有一种电液伺服的传动结构。比如说在主体的躯干部位,在控制振动平衡中,以及脚掌的踝关节处,有不少机器人有用过液压控制的方式。

说完这种传动结构,在回来说能源,能源主要是供给给两个地方:

1、核心控制器+外部传感=计算和规划路径,以及动作

对于仿人型机器人来说,通过3D视觉传感器,或者是激光导航传感器获取外部自然环境的信息。需要控制器进行运动学逆解,从而迈出动作。

你可以简单的理解为,大脑计算的过程。这是过程其实挺耗能的。但是这又是不可节省的地方。

2、伺服系统,驱动肢体动作

不管这个机器人是用在什么领域,是去踢足球,还是去跳舞,甚至就是巡逻等等工作。都要有基本的动作啊!

那么能源的另外消耗就在这里,如果能够实现运动分解上面更好的控制,其实是可以节省不少能耗的。这个不是说,原本走两步,我走一步就行了。而是说,这个迈腿的动作,可以动5个关节,且需要转动的幅度都比较大,我现在只需要动三个关节,转动一定的幅度就可以实现这个动作。这才是运动上面的节省。

(图片引用自:机械狗图纸)

当前仿人型机器人,依然还是以锂电为主。但是在氢电池技术逐渐小型化之后,基本可以预测氢电池的优势会更加明显,或许对于研究仿人型机器人具有一定的帮助。

最后,仿人型机器人的发展缓慢,能源并不是主要因数。

目前全球在研究仿人型机器人的企业,例如丰田,本田,波士顿动力,其目的都是要创造一个可以进行机器学习,具备一定环境适应能力的机器人。而不是一个设定程序后,完成固定工作的机器人。

因此,仿人型机器人的核心瓶颈在,机器人学习,人工智能上面。现在整个机器人届走的是两条路,这两条路并没有完全分开。

1、硬件:运动控制之路

这条路的代表就是波士顿动力。整个机器人现在已经可以实现后空翻,体操表演了。这里面不单单包含高超的机器学习算法,也包含了强悍运动控制能力。

2、alphgo 阿法狗:人工智能路线

谷歌的阿法狗是人工智能的代表之一,这就是一个机器人从零开始学习的典范。

未来如果能够实现这两者缓慢的有效结合,那才是仿人型机器人获得荣光的时刻。


机器人观察


我觉得主要是落地场景的问题。

首先,需要思考机器人可以用来干什么,如果回答是端茶倒水、闲聊唠嗑、或者啥都能干,那么一定发展不好,因为这个目标太宽泛而且不刚需。

其次,我们看看有哪些买不错的机器人呢?车间流水线的机械臂、货物分拣机器人、智能客服机器人等,这些极大提高了生产力,发展就好一些。

所以,个人观点,做机器人场景要清晰,不一定非得人形,还加上手和脚之类的,没必要,关键还是看用来干什么。如果场景想清楚了并且没有问题,我相信一定会发展起来的。


科学档案


我觉得目前的机器人和你想象的应该不一样,还达不到自动去做一些事情,需要给她配一个独立的能量源,就想变形金刚里面的火种之类的!

现阶段的机器人主要还是在固定范围内自动的,不需要太先进的电源或者能量源,大多数还是直接连线或者充电的!

以后的以后要是真发展起来了,能源确实需要配备好的,最起码输出要持久,重量要轻便,安全可靠!希望更先进的机器人能早日开发出来!能源也有较大的进步,最不济可以把电动汽车的行驶里程提上来!

以上个人意见!


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