Q:索辰科技最近发布了第一款人形机器人，这对公司来说意味着什么？A:这对索辰科技来说是一个重要的里程碑。我们成立了机器人事业部，目的是结合我们在工业软件领域的专业技术和丰富经验，推动工业软件与机器人技术的融合与创新。通过推出针对机器人行业的专业软件和解决方案，我们预计将显著降低机器人研发的技术难度，并提升企业创新平台的效率。Q:能否介绍一下人形机器人的主要组成部分和它们的作用？A:人形机器人主要由四部分组成：结构、控制系统、环境适应性和作业多样性。结构部分需要灵巧，这关系到机构设计的问题。控制系统需要快速响应，这不仅是控制问题，也是机械系统设计的一部分。环境适应性涉及到机器人的智能特性，使其能够适应不同的环境挑战。最后是作业多样性，例如手部设计就是一个挑战，因为即使有手指，有效使用它们也是一个难题。Q:人形机器人的发展历史有哪些重要节点？A:人形机器人的发展可以追溯到1920年。在80年代和2000年初期，这一领域经历了重要的发展。日本在早期的人形机器人研究中取得了巨大成功，特别是在智能化方面。美国波士顿动力公司的人形机器人，尤其是Atlas机器人的进步，重新引起了世界对人形机器人能力的关注。近年来，特斯拉也加入了人形机器人的研发，其研究以应用为驱动，计划在生产线上替代人力作业。Q:特斯拉宣称将生产出成本低于汽车的人形机器人，这是否可信？A:特斯拉的这一宣称可能包含了一些炒作元素，但我们相信这是逐渐迈向人形机器人时代的一个信号。人形机器人的关键技术包括骨骼、机构和结构的设计，这对机器性能和功能至关重要。机构的创新是人形机器人发展的核心。此外，机器人的运动能力和驱动方式也是设计的关键要素，轻量化和刚度都是重要的设计目标。Q:索辰科技在人形机器人领域的未来计划是什么？A:我们将继续专注于人形机器人的研发，特别是在结构设计、控制系统、环境适应性和作业多样性方面。我们的目标是通过技术创新，推动人形机器人在工业和日常生活中的应用，降低成本，并提高效率和性能。我们相信，随着技术的进步，人形机器人将在未来的工业自动化和智能服务中扮演重要角色。Q:人形机器人的肌肉问题如何解决？A:目前人形机器人主要通过电机驱动关节，这与人体的骨骼和肌肉机制有很大差异。人体依靠骨骼承载重量，而肌肉提供动力。电机和人体肌肉的工作机制截然不同。虽然经过多年研究，使用电机驱动人形机器人并非最终解决方案，未来可能会有新技术淘汰电机驱动。目前已有研究在肌肉驱动技术上取得了进展，但目前我们依然主要依靠电机或液压系统等组件来模拟肌肉功能。Q:人形机器人的关节驱动存在哪些挑战？A:一体化关节的电机驱动问题是一个挑战。对于下肢和上肢的关键关节，如髋关节、膝关节、踝关节，通常采用六个自由度来实现运动。特别是脚板的设计，虽然在残疾人假肢研究中受到重视，但在人形机器人设计时往往被忽视。Q:手臂设计在人形机器人中的重要性如何？A:手臂设计对人形机器人至关重要。现在工业机器人中有许多轻便灵巧的机械臂，对人形机器人的手臂要求也相似。手臂需要轻巧并具有较好的负重能力。灵巧手是一个难点，尤其是一个手指需要四个电机驱动，这意味着两只手需要40个电机，这比手臂和腿的电机数量还要多。由于人类大脑90%以上的功能用于控制手指，手指的控制极为复杂。如果没有智能系统，灵巧手将难以使用，因为选择太多，解决方案过于琐碎。然而，人使用手指时却无比灵巧，这需要借助人工智能来解决。Q:人形机器人的大脑功能如何实现？A:人的行为是身体和智能的结合。在机器人中，大脑功能的实现不仅仅是简单的认知和决策。大脑系统复杂多样，需要我们利用计算机及其智能软件或芯片来解决这一问题，这是一个漫长的研究过程。Q:神经系统在人形机器人中扮演什么角色？A:神经系统，即感知与融合，在人形机器人中极为重要。机器人的智能必须建立在感知能力之上。目前大多数工业机器人都不具备感知系统，只能重复固定动作。加入视觉或力觉系统后，机器人才能真正智能化。因此，神经感知系统是关键。Q:人形机器人技术研究的关键点有哪些？A:人形机器人技术研究可以总结为三个关键点：体能（骨骼和肌肉）、技能（运动和平衡）、智能（认知和决策）。这些是人形机器人的基础，并且涉及机械、材料、控制、智能等多学科交叉特点。关键在于突破机器人的感知、驱动、传动、控制、智能等技术层面。Q:您能介绍一下您和您的团队在机器人设计领域的工作背景和经验吗？A:当然可以。我从1982年开始从事机械原理研究，并专注于机器人设计，至今已有四十多年的时间。我的团队一直在学术环境中以项目形式进行研究开发。我们在2009年获得了国家863计划的支持，承担了四足机器人项目，并且在2013年获批国家973计划的核电救援机器人项目，这也是我成为973项目首席科学家的原因。此外，在2021年冬奥会期间，我们承担了国家科技部指定的项目，并成功制作了12台专门为冬奥会设计的机器人。Q:您提到在冬奥会期间取得了显著成就，能否详细说明？A:在冬奥会期间，我们设计的冰壶机器人在现场完成了六次击打，实现了六打六中的精准记录。我们的40米距离打冰壶的能力得到了全世界的关注。美国《新闻周刊》还在头版头条报道了中国的滑雪机器人，认为它不可思议。这是对我们团队能力的认可，也展现了我们在机器人产业化方面的实力。Q:您和您的团队在机器人驱动关节研发方面有哪些成就？A:我们自90年代开始，在863计划支持下研究了六维力和力矩传感器，并在产业化方面取得了显著进展。这种传感器可以测量力，并且能够区分重力和惯性力，去除末端影响，直接测得接触力。目前国际上的六维G传感器中，没有能具备这样功能的。这对人形机器人的脚腕和手腕关节非常关键。我们还自主开发了与电机驱动器和减速器组合的关节模块，这在人形及协作机器人中是一个基础而重要的部件。Q:您能否分享一些关于您团队在机器人性能设计方面的进展？A:我们在机器人性能评价指标和机构尺寸之间关系的建立方面取得了进展，这对于机器人性能的优化至关重要。我们主要研发并联协作机器人，这是一种特殊型态的机器人，主要应用于3C行业的精密组装工作。我们预计，未来3C行业中机器人的数量将超过汽车行业。我们希望通过技术推动这一行业的机械化发展。Q:您提到了重载、高响应和高精度定位并联机器人系统，能否详细说明这方面的工作？A:我们在这方面的技术上积累了重大的技术经验。例如，在嫦娥五号任务中，我们负责飞船对接地面模拟的实施，这也为海上核电性能考核贡献了力量。Q:您如何看待六足机器人在全球的领先地位？A:我们的六足机器人技术在全球处于领先地位。我们是国内外最早提出电动六足机器人的研发团队，研究涵盖类螃蟹、蜘蛛、章鱼和昆虫四大类形态。六足机器人相较于二足和四足机器人，在复杂地形中具有更强的稳定性和负载能力。现在我们正将这些基础研究与人工智能相结合，以提升机器人性能。Q:索辰机器人的业务发展规划是怎样的？A:索辰机器人的业务发展规划是一个动态调整的过程，旨在与市场发展和公司实际情况保持一致。我们的初衷是提供一整套专业的软件解决方案，涵盖产品功能需求分析、构型设计、详细设计优化，以及仿真控制算法等。鉴于机器人行业正处于起步阶段，我们正在寻找市场上更迫切的需求作为切入点。我们特别关注机器人的“小脑”解决方案，即本能控制机器人的运动并应对各种场景的能力，这涉及到系统的控制算法，是一个软硬件结合的问题。我们计划将我们的六维力传感器技术作为标准产品供应市场，并在此基础上开发完整的力和运动控制算法，形成一套完整的人形机器人“小脑”解决方案。长远来看，我们希望提供针对机器人行业的专用软件，并开发自家的人形机器人产品。我们的策略是“三步走”：从标准产品入手，到研发软件解决方案，最后发展成完整的机器人解决方案。Q:人形机器人动作速度较慢，未能实现产业化应用，这个问题的原因是什么？A:这个问题主要有两个方面的原因。首先，是机械设计上的限制。机器人要实现快速运动，需要有足够的电机功率和高能量密度的驱动设备，这类似于人类需要良好的身体状况才能跑得快。目前电机容易发热，对散热系统的需求很高，这是我们面临的技术瓶颈之一。其次，即便硬件条件允许，机器人的行走稳定性和动作协调性还需要智能控制软件的优化。当前的人形机器人在这方面表现不佳，需要更好的智能控制系统来提升性能。因此，不仅是硬件的改进，软件的进步也是提高机器人动作速度和实现产业化应用的关键。Q:是否有关于冰雪运动机器人的公开视频资料可以供我们学习和了解？A:是的，有大量相关的视频资料。您可以在网上搜索“滑雪六足机器人”和“冰壶六足机器人”来找到中英文的资源。这些视频在冬奥会期间曾是热搜榜单上的内容。Q:如果参考第一性原理，未来人形机器人驱动装置是否可能直接模仿肌肉，例如通过记忆合金来实现？A:这是一个可能的研究方向。模仿生物肌肉的特性，包括使用记忆合金，是驱动技术的潜在革新点。尽管如此，这样的技术还需要更多的研究和实验来验证其可行性和实用性。人工肌肉的研究是全球性的课题，其中记忆合金虽然是一个早期尝试，但由于响应速度和热量产生的问题，还需要解决其本质上的挑战。Q:人形机器人是否需要六维力感应器？A:是的，人形机器人确实需要六维力感应器。例如，特斯拉机器人在手腕和腿部配备的六自由度传感器对于适应复杂多变的路面及执行精细操作是必不可少的。六维传感器对于人形机器人的通过性和手臂操作的精确性至关重要。Q:公司目前在六维力感应器方面的进度和未来发展计划是什么？A:我们的六维力感应器技术已相当成熟，并且即将标准化和系列化以形成产品。后续发展将集中在力控算法，并将结合视觉控制实现多模态控制来构建一个完善的机器人控制系统。在软件层面，我们会致力于软件定义的机器人领域，从需求定义到产品设计、性能优化以及控制算法的仿真验证，提供一整套的机器人软件解决方案。同时，我们也会在特定场景下持续开发有用的人形机器人。(节选）

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