中国一汽发布人形机器人专利,提升机器人内部扰动适应能力
中国一汽发布人形机器人专利,提升机器人内部扰动适应能力
在人形机器人的运动控制领域,“扰动”是影响机器人稳定性的重要因素。根据中国一汽最新公开的专利信息,其研发的技术聚焦于“内部扰动”这一长期难以攻克的难题。
“扰动”一般可分为外部扰动和内部扰动两类。外部扰动可能来自外部环境,例如地面不平或受到外力推搡,而内部扰动则源于机器人自身的动态变化,包括多关节在高速运动中产生的惯性耦合效应、电机扭矩波动带来的机械振动、负载变化(如抓取重物)造成的重心偏移,以及电池电量下降引发的质量分布微小变化。
这类内部动态因素通常相互叠加,使得机器人在执行任务过程中步态不稳,甚至出现摔倒现象。传统的控制方法多依赖于精准的物理建模,但在面对复杂且不断变化的内部动力学时,往往难以满足实际需求。
数据驱动与强化学习融合,构建机器人“自适应”核心
中国一汽的专利技术引入了数据驱动与强化学习相结合的创新控制架构,其核心在于构建一个具备“自适应”能力的控制系统,类似于生物体的“小脑”功能。
系统通过多维感知模块实时采集机器人关节角度、基座惯性测量单元(IMU)数据以及足底与地面的接触力,这些数据构成了机器人对自身状态的感知基础。
控制部分采用了上下肢解耦结构,分为两个独立的指令生成模块:
- 上肢指令生成模块:根据任务需求生成上肢动作指令,并计算相应的力矩输出;
- 下肢指令生成模块:专门用于行走任务的下肢动作规划。
专利最具创新性之处在于“下肢自适应训练模型”的设计。该模型将关节角度、惯性参数、足底接触力、当前动作指令以及上一时段的关节力矩等多维数据输入一个待训练的控制模型中,通过模拟和学习不断优化。
为了提升模型的学习效率,系统引入了奖励函数(Reward Function)机制。当机器人在面对内部扰动时保持稳定状态,模型获得正向奖励;若出现失衡或跌倒,则会受到惩罚。经过大量训练迭代,模型能够预测并补偿内部扰动,从而实现“越用越稳”的自适应控制。
从“旗小智”到“7号员工”:中国一汽的人形机器人布局
此次专利的发布并非孤立事件,而是中国一汽在人形机器人领域长期战略部署的延伸。早在2025年上海国际车展上,中国一汽旗下红旗品牌便推出了人形机器人“旗小智”,该机器人不仅在发布会上担任主持角色,更在繁荣工厂中担任“7号智能员工”,承担零部件的精准分拣与物流运输任务。
数据显示,该机器人每日处理零部件超过千件,展现出高度稳定性和作业效率。行业分析指出,汽车制造环境对人形机器人提出了极高的要求,包括在狭窄空间内灵活移动、搬运重物时避免碰撞和倾倒等。
中国一汽此次公开的专利技术,正是针对机器人在高负荷、高频次作业中因自身运动引发的稳定性问题,为未来在总装、物流等关键生产环节实现大规模应用提供了技术支撑。
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