在某汽車工廠，一臺機(jī)械臂對著地上的螺絲釘“宕機(jī)”了 —— 它的直線關(guān)節(jié)像被焊死的鋼管，彎不下腰、轉(zhuǎn)不了身。隔壁老師傅好笑又無奈：鋼鐵俠，撿螺絲還得喊“人工救場”......
 

而最近，天津首款阿童木人形機(jī)器人“天兵一號”：身高 1.4 米，不僅能彎腰撿螺絲，還能繞到設(shè)備背后插線。

 

這臺“武德充沛”的“靈活小帥”，靠的正是一套深諳“柔性運動”之道——37 個高度仿生關(guān)節(jié)組成的運動骨架，搭配智能感知系統(tǒng)與柔性控制算法的組合拳，讓產(chǎn)線老鐵們隱隱感受到：當(dāng)機(jī)器人學(xué)會像人類一樣溫柔發(fā)力，那些讓傳統(tǒng)機(jī)械臂抓瞎的產(chǎn)線柔性化難題，在不遠(yuǎn)的將來，都不叫事兒。
 

我們知道，人形機(jī)器人運動是否柔性，并非單一技術(shù)突破的結(jié)果，而是機(jī)械結(jié)構(gòu)的仿生創(chuàng)新、驅(qū)動感知的精準(zhǔn)協(xié)同與智能算法的動態(tài)決策共同作用的產(chǎn)物。
 

“天兵一號”在這方面，創(chuàng)新式引入并聯(lián)結(jié)構(gòu)，結(jié)合仿生結(jié)構(gòu)來夯實機(jī)器人的物理基礎(chǔ)，用模塊化智能預(yù)留了其進(jìn)化空間。

 

& 脖子引用超輕量微型并聯(lián)機(jī)構(gòu)設(shè)計，自重不到 1kg，比一袋蘋果還輕，卻能在Ø110*30mm圓柱形空間里，玩出人類頸椎的終極操作：前后俯仰 30°、左右歪頭 30°，最大承重能到6kg，如機(jī)械版貓頭鷹頸椎。
 

想象一下，當(dāng)它在產(chǎn)線巡檢時，能隨意“歪頭殺”，連設(shè)備頂部的縫隙都看得明明白白，堪稱3D 視角全能擔(dān)當(dāng)。而這種輕量化（碳纖維等材料）與多自由度（仿生構(gòu)型）的結(jié)合，正是其靈活觀察、快速響應(yīng)的關(guān)鍵。

 

& 腰部用了6 根航天鋁合金“支鏈肋骨”，組成一套過約束并聯(lián)機(jī)構(gòu)—— 這種結(jié)構(gòu)，亮點在于能承受 50kg 的負(fù)載，同時空間內(nèi)實現(xiàn)六自由度靈活運動，扭腰幅度堪廣場舞大媽。
 

這體現(xiàn)了對“強(qiáng)度與靈活性平衡”的追求，也為復(fù)雜環(huán)境下的穩(wěn)定操作和大負(fù)載下的柔性調(diào)整提供了足夠支撐。

 

& 它的手臂能像人類一樣繞背抓癢，5 根手指能捏起 0.1mm 的芯片，還自帶12 個傳感器，摸螺絲力度比女朋友擰瓶蓋還精準(zhǔn)。其末端執(zhí)行器的精細(xì)操作，離不開指尖高密度觸覺傳感器的“神經(jīng)末梢”反饋，以及驅(qū)動系統(tǒng)的精準(zhǔn)力控能力。
 

& 讓人意外的還有輪式底盤—— 當(dāng)足式人形機(jī)器人學(xué)人類走路摔得四腳朝天，“天兵一號”直接開外掛用輪子代步，75m/min 的速度堪比大爺騎電動車，穩(wěn)得一批。

 

網(wǎng)友辣評：人類進(jìn)化幾百萬年才站起來，“天兵一號”直接躺平用輪子，主打一個務(wù)實~ 這種設(shè)計規(guī)避了雙足行走在復(fù)雜工業(yè)環(huán)境中的高能耗和穩(wěn)定性挑戰(zhàn)，將能量和算力集中在執(zhí)行任務(wù)本身所需的“上半身柔性”上，是當(dāng)前階段高效落地的智慧選擇。
 

當(dāng)傳統(tǒng)機(jī)械臂干活仍像被劇本拴住的提線木偶，每個動作得靠程序員提前寫好代碼提詞時，未來的 “天兵一號”，在 AI 加持下，將自帶 “職場腦”，擁有強(qiáng)大的感知系統(tǒng)與先進(jìn)的控制算法協(xié)同進(jìn)化進(jìn)行“柔性運動”。

 

以撿螺絲名場面為例：產(chǎn)線上工件掉了？“天兵一號” 0.3 秒內(nèi)響應(yīng)、10秒內(nèi)完成彎腰 - 抓取 - 復(fù)位三連動作，比打工人聽見下班鈴的反應(yīng)還快。這背后是視覺傳感器/深度相機(jī)快速識別目標(biāo)，內(nèi)部編碼器+IMU實時感知自身姿態(tài)，結(jié)合逆運動學(xué)求解和平滑軌跡生成算法，規(guī)劃出最優(yōu)路徑。 
 

對比傳統(tǒng)機(jī)械臂 “工件一掉就bug等救援” 的操作，網(wǎng)友調(diào)侃：一個是 “被流程捆住手腳的產(chǎn)線 “工具人”，一個是 “能自主救場主動補(bǔ)位的智能 “工友搭子”~
 

在阿童木機(jī)器人車間，工程師在調(diào)測“天兵一號”柔性攥握、彎腰等能力，碰到人其會自動收力，而這，正是關(guān)節(jié)扭矩傳感器和柔性控制算法的功勞，讓機(jī)器人能感知接觸力并像彈簧一樣柔順退讓，符合人機(jī)協(xié)作安全標(biāo)準(zhǔn)。

 

從 “鋼筋鐵骨干粗活” 到 “柔若無骨做細(xì)活”，“天兵一號”研發(fā)團(tuán)隊給它列的這個“武德進(jìn)階目標(biāo)”，本質(zhì)是將人類身體的 “生物智慧” 轉(zhuǎn)化為機(jī)械設(shè)計的 “工程語言”—— 其架構(gòu)設(shè)計，正是朝著機(jī)械、驅(qū)動、感知、控制、材料及仿生學(xué)等多維度系統(tǒng)性整合的方向邁進(jìn)。 
 

想象下，在不遠(yuǎn)的將來，汽車裝配、3C 精密制造等工業(yè)場景，“天兵一號”將像人一樣自然順暢活動，能感知輕重、懂得避讓、配合默契......別驚訝，這將是人形機(jī)器人學(xué)習(xí)“人類生存指南”的又一階段性進(jìn)化~