智能一体化关节如何赋能机器人开发？大然机器人给出回答

近日，中国科学院院士、多模态人工智能系统全国重点实验室主任乔红在央视《鲁健访谈》节目中，与主持人就此话题展开了深入的对话。

乔红院士指出，当前人形机器人的造价大约为100万人民币，若能降至25万人民币，将大幅提高其市场亲和力。同时，面对马斯克提出的到2026年以低于2万美元的价格批量生产人形机器人Optimus的愿景，乔红院士也表达了对这一目标实现的挑战性。

她强调：“一个核心难题在于，这样的人形机器人拥有超过40个关节，对材料的标准极为苛刻，目前我们还未能将成本压缩至如此低水平。” 乔红院士的观点无疑凸显了智能一体化关节在人形机器人成本中所占的高比例及重要性。

智能一体化关节，作为机器人核心技术的集中体现和关键驱动力来源，在包括人形机器人在内的各类机器人产品中都扮演着至关重要的角色。这一部件不仅是机器人运动能力的基石，更是实现其高度智能化、自主化和灵活精细操作的基础。

▍运动智能：小关节的大能量

作为机器人的核心零部件和驱动器，智能一体化关节扮演着至关重要的角色。这些关节不仅是连接机器人各个部位的纽带，更是实现机器人高度智能化、自主化和灵活化的关键。

智能一体化关节，不仅集成了先进传感器、高效执行器以及复杂控制算法，还具有高度集成化设计。这种设计不仅赋予了机器人执行复杂任务的能力，如精确模拟人手动作以进行精细操作，还能通过实时监测和适应环境变化，为机器人提供自主学习和自适应环境的功能。此外，高度集成化的特点也令其进一步优化了机器人的稳定性、灵活性，并进一步降低了机器人的体积和重量，增强了其在空间受限或需要频繁移动场合的性能。

目前，智能一体化关节的设计与实现已在机器人技术领域取得了显著进展，但同时，在运动智能的实现上，也仍面临着一系列难点。这些关节不仅需要集成高精度传感器和高效能执行器，还必须嵌入复杂的控制算法，以实现精确的运动控制和自主决策功能。此外，确保组件的精密度和可靠性以及开发和优化控制算法的复杂性是一大挑战，因为这直接关系到机器人的性能和稳定性。

核心团队由机器人学博士团队组建的大然机器人，深耕于机器人运动智能技术前沿，在智能一体化关节、核心驱动器、机器人系统及整机的研发、生产方面积累了深厚底蕴，并在智能一体化关节领域取得显著技术突破。

在运动智能方面，大然机器人的智能一体化关节展现出卓越的创新能力。针对复杂的机器人动力学需求，大然机器人智能一体化关节集成了多项智能化功能，包括高效的力位混合控制、精准的阻抗控制、先进的运动助力系统、流畅的平滑控制以及实时的状态反馈机制。这些功能的集成不仅优化了机器人的动作执行精度和平稳性，而且显著增强了机器人的操作性能，为高级任务的实现提供了可靠的技术支持。

• 阻抗控制

• 力位混合控制

• 运动助力

• 碰撞感知

• 实时状态反馈与曲线生成

实时状态反馈与曲线生成（实时观看）

实时状态反馈与曲线生成（保存备份）

• 角度控制

• 转速控制

• 力矩控制

• PID控制

• 参数回读

为了提升用户体验，大然机器人同样专注于其智能一体化关节的易用性设计。通过优化操作界面、简化编程流程，并提供功能丰富的函数库，大然机器人显著降低了其智能一体化关节的技术使用门槛。这种用户中心的设计哲学使得即便是非专业人员也能够轻松掌握机器人的操作和编程，极大地缓解了因操作难题可能引发的技术障碍，为用户带来了无缝且高效的操作体验。

• 适配平台

多平台适配、即插即用

• 控制函数库

▍大然智能一体化关节

据机器人大讲堂了解，大然机器人智能一体化关节的产品系列包罗广泛，覆盖了多样化的机器人关节类型，并提供了全面的解决方案。这些解决方案包括适用于开源机器人系列的关节、专为柔性机器人设计的模块、为康复机器人提供的定制化关节，以及用于四足机器人的高性能动力单元等。

DrEmpower智能一体化关节

大然机器人旗下先进的智能伺服驱动器DrEmpower智能一体化关节，不仅能够满足运动学控制的复杂需求，还适用于动力学控制的实际操作。这使得采用该关节开发的机器人产品在功能和性能上更加接近实际应用标准。

该产品包括谐波减速器系列（HSA）、行星减速器系列（PDA）和中空谐波减速器系列（HCA）三大系列，它们均具备显著的运动智能特性，并拥有四大核心技能和一系列特殊功能。

• 四大核心技能

运动控制：DrEmpower智能一体化关节能够执行角度、转速、力矩的精确控制，并提供高级功能如运动助力控制、力位混合控制、阻抗控制以及急停控制，确保机器人动作的精细与安全。

参数回读：它可以实时回读关键操作数据，包括角度、转速、力矩等，同时监控控制相关参数如PID设置，及环境参数例如温度，以便于进行实时系统调整和优化。

参数设置：用户可完全自定义控制环内的所有参数，并启用特定功能设置，从而让机器人的行为更加适应特定的任务和环境条件。

自主决策：智能一体化关节能够实现碰撞感知、堵转/过流/温度保护以及角度/转速/力矩限制等自主决策功能，增强机器人的自我防护能力，提高稳定性和可靠性。

• 特殊功能

此外，大然机器人对DrEmpower智能一体化关节的功能性也进行了进一步加强，通过提供一系列特殊功能来满足更为复杂的应用需求：

断电零点记忆功能：确保即使在意外断电的情况下，系统也能够在电力恢复后精确地恢复到工作零点，保障作业的连续性与准确性。

力位混合控制和阻抗控制：赋予了机器人更接近人类肌肉的反应能力，允许流畅且受控的人机交互以及环境适应性。

轨迹规划功能：能够实现复杂运动的预设与执行，为完成高精度任务提供了必要的运动自由度。

实时状态反馈与温度反馈机制：为即时监测和响应系统状态提供了重要支持，增强了系统的自适应能力和安全性。

运动助力：为搬运等外骨骼类机器人应用需求提供可靠且简便的实现方式。

其他保护措施：如堵转/过流/温度保护、碰撞感知以及角度/转速/力矩限制等，

这些功能相互协同，形成了一个综合性的安全保障体系，确保了机器人操作过程中的安全性和稳定性。正是这种全面的风险防范与精密的动态控制，使得DrEmpower智能一体化关节性能优越，成为设计和构建高性能机器人系统的首选组件。

大然机器人智能一体化关节获得众多用户青睐，应用于各类机器人场景。

Delta机器人

SCARA机器人

机械臂遥操作

柔性连续体机器人

手眼一体机器人

五连杆机器人

▍关于大然机器人

大然机器人，成立于2015年，自成立以来一直致力于结合世界机构学与机器人学前沿科技进行可重构、智能化、一机多能的机器人系统及其核心部件研发、生产和销售。

在核心团队建设上，得益于天津大学现代机构学与机器人学中心的孵化，大然机器人由一支博士组成的高学历团队领导，并得到英国皇家工程院院士、欧洲科学院院士、南方科技大学机器人研究院院长戴建生院士的指导，他作为国际理论运动学、机构学与机器人学的权威，担任公司的首席技术顾问。

目前，大然机器人已经掌握了机器人本体及驱动器领域的核心关键技术，并以此为依托，以提升机器人的运动智能为目标，推出了包括机器人整机、机器人系统、核心驱动器以及智能一体化关节在内的多样化开源机器人解决方案，不断推动着行业的发展和技术的创新。