總部位于美國加利福尼亞州的西木科技(Westwood Robotics)公司近期發布了其最新一代人形機器人THEMIS V2。該機器人尺寸與真人相當,該公司宣稱其為同類產品中最靈活的機器人之一。
THEMIS V2機器人尺寸與真人大小相當,身高約1.7米,擁有40個自由度,這意味著它可以像真人一樣進行大幅度的彎曲和扭轉。該版本最大的改進在于它的手臂,可以以6自由度運動,而它的手則可以以7種方式運動。
這款機器人不僅僅是外形酷炫、活動部件精致。它搭載了Westwood公司一種名為BEAR執行器的特殊電機,這些電機讓機器人能夠像人一樣平穩移動,同時又能保證安全——如果它周圍有人或易碎物品,這一點就至關重要。
這個機器人可以像人類一樣快速行走,奔跑速度可達10公里/小時,而且它能夠在現實世界中靈活移動,可以跑步、像跑酷一樣跳過障礙物,甚至在惡劣天氣下保持平衡。從技術層面來說,它內部有一些智能設備,比如HBK的MicroStrain公司的3DM-CV7-AHRS傳感器。這使得這個機器人能以每秒1,000次的超高精度跟蹤機器人傾斜或轉動的方式以及移動速度,這使它能夠對周圍環境做出快速反應,比如在顛簸的地面上行走或躲避物體。
▍公司發展歷程一覽
Westwood Robotics(西木科技)是一家成立于2018年的美國公司,總部位于洛杉磯。公司的創始團隊成員主要來自加州大學洛杉磯分校的Robotics&Mechanisms Laboratory實驗室(RoMeLa)。RoMeLa實驗室在學術界的地位非常顯著,由著名的機器人學教授Dennis Hong創立和領導。
西木科技的CEO張曉光博士是河北人,高中在衡水中學讀書,因為從小喜歡機器人和動手制作,所以報考了中科大的機械工程系,放棄了其他錄取分數更高的專業。大一時,他參加了學校的RoboGame機器人比賽,做了一個能進行語音識別并根據用戶指令在室內自主移動并完成一系列家庭服務任務的單臂移動機器人。這個機器人不僅有視覺避障功能,末端也有目標識別功能。比如,語音指令讓它拿一個杯子,它可以知道自己所在的位置,然后找到目標物。
大二時,張曉光開始進入實驗室做四足機器人,四足在當時也是科研前沿。那時候四足的算法不是現在的動態算法,而是一個準靜態過程,需要用ZMP(Zero Moment Point)找支撐多邊形,時刻把機器人的中心放在由三條腿形成的多邊形上。張曉光及同學在驅動方案上用的當時最熱門的基于滾珠絲杠的串聯彈性驅動器,并探索輪足復合解決方案。
由于豐富的科研經驗和論文,2014年張曉光成功申請到了UCLA的博士項目。而后直到2019年12月份一直在RoMeLa進行人形機器人相關研發。2018年,張曉光雖然博士尚未畢業但很快開啟創業,因為和《紅色警戒》的開發商Westwood Studio都在UCLA所在的區Westwood,因此取名Westwood Robotics。
RoMeLa實驗室在2011年首次將備受矚目的Louis Vuitton Cup帶回美國,之后連續6年蟬聯世界冠軍。其中2010~2013年蟬聯四屆小型人形機器人組世界冠軍,2011~2015連續5年蟬聯全比例人形機器人組世界冠軍。RoMeLa實驗室在人形機器人淵源頗深,曾開發了全尺寸的人形機器人ARTEMIS,該機器人在實驗室測試中以每秒2.1米的速度行走,創下了人形機器人的最快行走速度記錄,也因此被稱為“世界上最快的人形機器人”。現在被宇樹科技H1打破了,H1官方介紹最快速度是3.3m/s。
除了ARTEMIS以外,RoMeLa實驗室在其他機器人系統方向一直處于世界領先地位,包括多模態高動態四足機器人ALPHRED,非人形雙足機器人NABi,雙臂烹飪機器人YORI等。基于此,Westwood Robotics請到Dennis Hong博士作為首席科學家,張曉光博士作為CEO進行商業化運營,背靠實驗室的技術積累。自2018年以來已發布多款性能強勁的BEAR系列機器人本體感知驅動器和明星產品BRUCE機器人平臺。
▍核心產品情況一覽
BRUCE身高只有70厘米,體重4.8公斤,整體設計非常模塊化,很多零件都是可以3D打印的,因此相比大型機器人更安全,更輕便、更便宜,摔壞了也容易修。雖然BRUCE很小,但是搭載最新的控制算法,是一個完整的高動態的人形機器人運動平臺。BRUCE面向其開發者社區完全開源開放,以其卓越的動態性能、出色的魯棒性和極致的輕量化知名全球,自去年發售至今已經出貨近百臺,客戶中不乏TU Wien、UCLA、SUNY、UCL、中科大、清華、北京通院等國際知名大學與研究機構。
THEMIS V2的上一代版本人形機器人就是THEMIS,其身高1.65米,重量僅約30 kg,全身使用碳纖維和航空鋁合金復合結構,配合出色的深仿生拓撲優化設計以及輕量化驅動模組。THEMIS的每條腿有6個自由度,全部采用了Westwood Robotics的BEAR系列本體感知驅動器,而其中腿上的兩個格外醒目的Pitch關節所使用的Kodiak BEAR驅動器可以瞬時爆發出超過300 Nm的強大輸出,單個驅動器的瞬時輸出功率最高可達3千瓦。
結合輕量化、低慣量的腿部結構設計,THEMIS可以實現接近2 m/s的最高步行速度和最快10 km/h的奔跑速度。位于THEMIS臀部的8個主要驅動器全部接入液態冷卻,由Westwood Robotics自研的專用壓力泵完成冷卻水循環,保障驅動器的全力輸出和爆發性能。THEMIS的每條手臂擁有4個自由度,同樣采用了BEAR系列驅動器來保證動態操作能力,同時,輕量化的碳纖維手臂結構搭配BEAR驅動器出色的驅動透明度,為機械臂操作過程中的力矩控制與感知以及碰撞檢測等安全保障功能提供堅實的底層支持。
此前,基于深度學習并結合多模態模型,Westwood Robotics團隊已經在開展THEMIS在針對應用場景中的各類目標識別與操作等任務,并積極推進與美國本土客戶的合作與商業落地。如今THEMIS V2的推出,有望進一步加速其合作進程。
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