近期,复刻人类肌肉骨骼的知名仿生机器人公司Clone Robotics,宣布将于2025年开放预订其仿生机器人Clone Alpha系列。这款机器人的独特之处在于,它全身的每一处细节都逼近人类的生物结构,它拥有和人类一样的骨骼系统、肌肉系统和血管系统。
回顾过去一年人形机器人的发展历程,AI大模型让各家都尝试将人形机器人变得更智能。
OpenAI、波士顿动力、特斯拉等接连展示人形机器人智能化的成果:OpenAI将大模型嫁接于Figure01,实现机器人与人类顺畅对话;波士顿动力联合丰田研究推出机器人“行为大模型”,帮助机器人获得泛化能力;马斯克在X上展现Optimus自主行走与叠衣功能。
就在全世界的人形机器人企业都在探索机器人的“大脑”怎么无限接近人类的时候,Clone Robotics这家企业却在安静地思考怎么让机器人的“身体”无限逼近人类。
并且它走的是一条与其它人形机器人公司完全不同的道路。
大多数人形机器人都依赖电机、齿轮和马达驱动机器人的运动,在结构上使用硬质金属或塑料作为骨骼,依赖计算机算法和外部传感器来进行动作控制。Clone Robotics没有使用刚性执行器和马达,而是选择柔软的人造肌肉来实现类似人类的运动。
那么,Clone Robotics是一家什么样的公司?它复刻人类肌肉骨骼做机器人的路线,有哪些核心价值?
起底Clone Robotics,一家神秘的波兰机器人公司坐落于波兰西南部的Clone Robotics,一直不走寻常路。
最大的不寻常在于定位,全世界的机器人几乎都在用钢铁材料做本体,而Clone Robotics要用人造肌肉做机器人的身体。它的创始团队曾对《Robotics Reports》提到,自己几乎不花费太多精力去设计机器人,通过翻阅教科书,并完全复刻和照搬人体解剖结构,便开始做机器人。
如此定位的起源来自于一位波兰小哥的一次随机性的灵感,2014年,来自波兰的Łukasz只是从一本教科书看到人造肌肉驱动腿的图片,就决定也要做一款拥有类似人类肌肉的机器人。2021年,Łukasz遇到了从小就酷爱发明并正在研究机器学习的Dhanush Radhakrishnan,他们一拍即合成立Clone Robotics.
在不到3年的时间里,Clone Robotics对外公布了3款产品:仿生机械手Clone Hand,仿生躯干Clone Torso和预购的仿生机器人Clone Alpha系列。
其中,最先公布的是Clone Hand,这款机械手的尺寸和生物学特征都与人类完全相同,包括半个臂骨、完整的前臂和手掌。它由团队自制的人造肌肉技术McKibben制作,可以承受7公斤的操作负载,并且反应快速灵活,这款机械手的肌纤维收缩率27%,收缩时间0.3秒,可以执行各种复杂的操作任务。
(图:Clone Hand持剪刀、针管)
虽然Clone Hand是在公司成立不久之后公布,但实际上,创始人Łukasz已经为研究机械手付出六七年的时间。在这个过程里,Łukasz遇到了很多困难,其中最大的阻碍来自于做仿生机器人的原材料困局,也就是,从哪里寻找类似人类肌肉纤维组织的材料。
Łukasz曾经试图从德国自动化公司Festo购买人造肌肉,但Festo人造肌肉采用的是气动驱动方式,气动肌肉由于依赖压缩空气,必须连接到一个大型压缩机或气源设备才能工作,它更适合用于机器人手臂或工业设备等大规模应用,而不适合需要精密和小型化设计的手部肌肉驱动。
由于找不到合适的原材料,Łukasz只能自己探索适合这类机器人的肌肉骨骼技术,2021 年,Clone Robotics团队终于研发出人造肌肉技术McKibben,它使用Clone Robotics开发的聚合物材料和腱肌,让人造肌肉实现拉伸和收缩。McKibben 摒弃气动驱动的方式,转而采用液压驱动,通过向肌肉内部注入或抽出液体,来控制其膨胀或收缩。
得益于Clone Hand的经验,仅仅花费2年左右的时间,Łukasz和Dhanush就推出了他们的第二款产品,仿生躯干Clone Torso,同样复刻人类的解剖学结构,Torso的“皮肤”下有完全驱动的腰椎和910条肌肉纤维,可实现164个自由度,并包含182个用于反馈控制的传感器。它能够安静、逼真的运动,比如它可以和人类一样耸肩,同时伴随着肩胛骨的旋转。