上(shang)海(hai)2025年9月10日 /美(mei)通社(she)/ -- 近日,上(shang)海開普(pu)勒(le)機器(qi)人有限公司(以(yi)下(xia)簡稱"開普(pu)勒(le)機器(qi)人")正式(shi)完成旗下(xia)人形機器(qi)人K2"大黃蜂"的(de)全新步(bu)態升級,并(bing)發布國內首例"混(hun)合架構抗擾(rao)動"步(bu)態實錄視(shi)(shi)頻。在視(shi)(shi)頻中,K2"大黃蜂"穩步(bu)通過磚石、塑膠、草地等(deng)(deng)多(duo)種復雜地形,遭遇外(wai)部推搡等(deng)(deng)干(gan)擾(rao)時依(yi)然能(neng)保持(chi)穩健的(de)步(bu)伐,展現出強大的(de)平衡能(neng)力與環境適應性。
同時,開(kai)普勒K2"大黃蜂"還發布了VLA+實(shi)訓(xun)展(zhan)示視(shi)頻,可以通過(guo)分(fen)層(ceng)模型 VLA+實(shi)現語義識(shi)別聽懂自然語言指(zhi)令,完成多種任務。
此番行(xing)動能力(li)+認知能力(li)的升級,為K2"大黃蜂"在(zai)工(gong)業(ye)應用(yong)、服務(wu)場(chang)景及更多(duo)真實世界任務(wu)中的落地奠定了(le)基礎。
堅定地走滾柱絲杠直線執行器混動架構路線
K2"大黃蜂"采用的是混動架構,即滾柱絲杠直線執行器與旋轉執行器相結合的串并聯結構路線,從而實現了類似人類的直膝步態。這種技術路線被業界公認為是極具挑戰的方案,它既需要復雜的運動學建模,又要求極高精度的力矩控制,但其優勢同樣顯著,機器人的步態會更加自然,能效利用率更高,而且更便于任務執行,環境適應性更強。該方案的優勢(shi)在人形機器人行業其他公司(si)的產品中同(tong)樣(yang)得到了驗證。
具體而言,K2"大黃(huang)蜂"是以(yi)行(xing)星滾柱絲杠(gang)直線電(dian)(dian)機搭配旋轉(zhuan)電(dian)(dian)機驅動(dong)(dong)(dong),直線執行(xing)器相當(dang)于(yu)機器人的(de)(de)"腿部肌肉",為行(xing)走提供力量,再結合旋轉(zhuan)電(dian)(dian)機等驅動(dong)(dong)(dong)方式進行(xing)動(dong)(dong)(dong)作微調和步態切換(huan),令機器人能(neng)適(shi)應不同地形。行(xing)星滾柱絲杠(gang)是一種將旋轉(zhuan)運(yun)動(dong)(dong)(dong)轉(zhuan)化為直線運(yun)動(dong)(dong)(dong)的(de)(de)精密傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)部件(jian),通過"行(xing)星傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)+螺紋(wen)嚙合"的(de)(de)復合原(yuan)理(li)實現高(gao)負載與高(gao)精度傳(chuan)動(dong)(dong)(dong),其(qi)能(neng)量轉(zhuan)化效率達81.3%,而且摩擦系(xi)數(shu)低、定位(wei)精度高(gao),螺紋(wen)滾柱設計的(de)(de)承載能(neng)力遠超滾珠(zhu)絲杠(gang),運(yun)行(xing)平穩、耐久性好。
無論是行走、執行任務、自然語言指令下的互動,開普勒K2"大黃蜂"的表(biao)現(xian)都非常穩定和準確,反映出采用滾柱絲杠直(zhi)線執行器(qi)混動架構的人(ren)形機器(qi)人(ren)不僅是"看(kan)起(qi)來(lai)像人(ren)",更是兼顧效率與穩定性的選擇。
突破技術挑戰實現類似人類直膝步態
基于滾柱絲(si)杠(gang)直線執行器(qi)混動架構實現直膝步態行走,其技(ji)術挑(tiao)戰一方(fang)面(mian)(mian)來自(zi)于對絲(si)杠(gang)力學的(de)研(yan)究,另一方(fang)面(mian)(mian)來自(zi)于仿真到現實的(de)差距(Sim-to-Real Gap)。
市面上常(chang)見(jian)的(de)準(zhun)直驅方(fang)案機(ji)器人是簡單的(de)串聯(lian)結(jie)(jie)構,為(wei)了確保K2"大黃蜂(feng)"的(de)每個(ge)關(guan)節(jie)在高負載和(he)復(fu)雜(za)動作(zuo)(zuo)下仍能精確控制(zhi),開(kai)普(pu)勒(le)機(ji)器人團(tuan)隊深入研究絲杠和(he)對應(ying)關(guan)節(jie)之(zhi)間的(de)位(wei)置、速(su)度、力矩(ju)關(guan)系,最終設計了串并聯(lian)混(hun)合的(de)結(jie)(jie)構。雖然基(ji)于這種結(jie)(jie)構的(de)運動學與動力學模(mo)型都更為(wei)復(fu)雜(za),但使得K2"大黃蜂(feng)"的(de)行走動作(zuo)(zuo)更加精準(zhun)。
從(cong)仿真到現實(Sim-to-Real)是人(ren)形(xing)(xing)機(ji)器(qi)人(ren)從(cong)實驗品(pin)走向產品(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)加速(su)器(qi),而仿真到現實的(de)(de)(de)(de)(de)差(cha)(cha)距(Sim-to-Real Gap)所導致(zhi)的(de)(de)(de)(de)(de)動力(li)學差(cha)(cha)異、傳感器(qi)噪(zao)聲與(yu)延(yan)(yan)遲、環境動態(tai)性(xing)(xing)(xing)(xing)、域隨機(ji)化(hua)(Domain Randomization)的(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)限性(xing)(xing)(xing)(xing)、執行器(qi)延(yan)(yan)遲與(yu)非線性(xing)(xing)(xing)(xing)、通(tong)信與(yu)計算延(yan)(yan)遲,會造成(cheng)機(ji)器(qi)人(ren)行走時力(li)矩控制(zhi)難(nan)度更大(da)。例如:仿真中通(tong)常使用(yong)一個(ge)理想化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)、參數均勻的(de)(de)(de)(de)(de)地面(mian)模(mo)型,而現實中的(de)(de)(de)(de)(de)地面(mian)即(ji)使是同一材質也存在摩(mo)擦系數、彈性(xing)(xing)(xing)(xing)等方(fang)面(mian)的(de)(de)(de)(de)(de)局(ju)部差(cha)(cha)異和不均勻性(xing)(xing)(xing)(xing),這會導致(zhi)人(ren)形(xing)(xing)機(ji)器(qi)人(ren)根據基(ji)于(yu)均勻模(mo)型優(you)化(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)步(bu)態(tai)策略在真實地面(mian)行走時出現打滑或晃(huang)動。
開(kai)(kai)普勒(le)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)通(tong)過強化學(xue)習(xi)(xi)/模(mo)仿學(xue)習(xi)(xi)與直(zhi)線電機(ji)(ji)力(li)矩控(kong)制相結合的(de)(de)方法,實現了K2"大(da)(da)黃(huang)(huang)蜂"在復雜環(huan)境下能(neng)靈(ling)活、穩定地切(qie)換步(bu)態,同時(shi)類(lei)人(ren)(ren)(ren)直(zhi)膝行(xing)走更加自然(ran)。與此同時(shi),開(kai)(kai)普勒(le)機(ji)(ji)器人(ren)(ren)(ren)為K2"大(da)(da)黃(huang)(huang)蜂"安排仿真數(shu)據(ju)(ju)訓練,提升其對于通(tong)用場景(jing)的(de)(de)感知(zhi)和(he)對語(yu)言指令的(de)(de)理解能(neng)力(li),海(hai)量的(de)(de)真機(ji)(ji)數(shu)據(ju)(ju)則令其不(bu)斷(duan)從人(ren)(ren)(ren)類(lei)行(xing)為中直(zhi)接學(xue)習(xi)(xi)人(ren)(ren)(ren)類(lei)真實動作。通(tong)過雙數(shu)據(ju)(ju)飛輪持(chi)續學(xue)習(xi)(xi),加之分層模(mo)型(xing) VLA+ 實現語(yu)義(yi)識別指令注入能(neng)夠理解人(ren)(ren)(ren)類(lei)、進(jin)行(xing)思考(kao)和(he)規劃(hua)的(de)(de)"靈(ling)魂",K2"大(da)(da)黃(huang)(huang)蜂"不(bu)斷(duan)提高執(zhi)行(xing)任務的(de)(de)成功率。
以穩健步伐走進各種應用場景
開普勒K2"大黃(huang)蜂"的(de)全新(xin)步(bu)態(tai)升級成果不僅驗證了混動架構(gou)在仿人機器(qi)人步(bu)態(tai)控制(zhi)中的(de)先進性,也拓(tuo)展了其應用空間(jian),適(shi)用的(de)商業場(chang)景如科研教(jiao)育、展廳講解、數采(cai)訓練(lian)等,工業場(chang)景如物流搬運、智(zhi)能(neng)智(zhi)造、特種場(chang)景等。K2"大黃(huang)蜂"有能(neng)力服務各(ge)個領域(yu),還依托于持(chi)續的(de)動態(tai)學(xue)習(xi)與訓練(lian),從而成為各(ge)領域(yu)操(cao)作(zuo)"專家(jia)"。
2025年(nian)被視為人(ren)形機(ji)(ji)器(qi)人(ren)商業(ye)化(hua)元年(nian),未來全球(qiu)人(ren)形機(ji)(ji)器(qi)人(ren)賽道將不僅是硬件與算法(fa)的(de)競(jing)爭,更是生態與應(ying)用(yong)場景的(de)較(jiao)量。誰(shui)能(neng)率先突破成本與場景瓶頸(jing),誰(shui)就能(neng)在這場全球(qiu)競(jing)速中占(zhan)據先機(ji)(ji)。開普勒K2"大(da)黃蜂"的(de)技(ji)術升級(ji)、多(duo)場景應(ying)用(yong)疊加充電(dian)1小時(shi)連干(gan)8小時(shi)的(de)續航能(neng)力(li)、30kg的(de)負(fu)載能(neng)力(li)、80%以上的(de)硬件自研率、更高的(de)性價比(bi),筑起持(chi)續加高的(de)競(jing)爭壁壘。
近年來,中(zhong)國(guo)人(ren)形機(ji)器人(ren)企業(ye)(ye)(ye)逐漸成長(chang)為行業(ye)(ye)(ye)的(de)(de)中(zhong)堅(jian)力量(liang)。開普勒K2"大黃蜂"是全球首款(kuan)商業(ye)(ye)(ye)可(ke)售的(de)(de)采用滾柱絲杠(gang)直線執行器混動架構的(de)(de)人(ren)形機(ji)器人(ren),將憑借綜合性的(de)(de)商業(ye)(ye)(ye)化優勢落地各種應用場景,變(bian)革生產(chan)方式。