特斯拉人形機(jī)器人“擎天柱”于 2022 年 9 月底亮相。2021 年 8 月,馬斯克在特斯拉
年度 AI 開放日上首次公開展示了“擎天柱”的想法。僅過一年時(shí)間,“擎天柱”原型機(jī)于 9 月
30 日特斯拉 AI Day 發(fā)布,硬件方面,“擎天柱”身高 172CM,整體重量 73KG;行走功率
500W,坐下功率 100W,整體參數(shù)與 2021 年概念機(jī)略有出入。
“擎天柱”全身約 50 個(gè)自由度,手指靈敏度高,能夠滿足多種規(guī)格的物體抓取需求。機(jī)器人單手具有 6 個(gè)執(zhí)行器,11 個(gè)自由度,在對(duì)生拇指與金屬肌腱的配合
下,“擎天柱”能夠完成對(duì)不同重量和大小的物件的抓握。同時(shí),特斯拉機(jī)械手搭載能夠驅(qū)
動(dòng)手指感知物體的傳感器,幫助其識(shí)別需要抓握的物體,并在不斷的抓握過程中學(xué)習(xí)提高
機(jī)械手適應(yīng)性。
特斯拉采用與 Autopilot 相同的
算法框架,通過自動(dòng)標(biāo)注(Auto Labeling)、仿真(Simulation)和數(shù)據(jù)引擎(Data Engine)形
成訓(xùn)練數(shù)據(jù)用以訓(xùn)練“擎天柱”的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò),使特斯拉人形機(jī)器人能夠做到損傷控制、感知
周圍環(huán)境、自主規(guī)劃行動(dòng)路徑、直立行走并保持相對(duì)平衡等功能。
“擎天柱”采用智能駕駛攝像頭(魚眼廣角+左右攝像頭)與 Autopilot 算法,內(nèi)置 FSD 芯片,能夠識(shí)別周
圍物理環(huán)境的高頻特征并進(jìn)行立體渲染,構(gòu)建了機(jī)器人良好的空間感知能力。
“擎天柱”的大腦位于軀干,搭載特斯拉自研的 DOJO 超級(jí)計(jì)算機(jī),其基本單元是 D1
芯片(共計(jì) 1500 個(gè))。D1 芯片單體采用分布式結(jié)構(gòu)和 7 納米工藝,具有超強(qiáng)算力和帶寬,
相鄰芯片間通過自創(chuàng)高寬帶、低延遲的連接器連接,最新 Dojo ExaPOD 由多 Dojo 機(jī)柜組
成,內(nèi)含 3000 個(gè) D1 芯片,擁有 1.3TB 的高速 SRAM、13TB 的高帶寬 DRAM,算力高達(dá)
1.1 EFLOP。
電機(jī)驅(qū)動(dòng)上擎天柱擁有 2.3KWH,52V 電壓的電池組;28個(gè)定制關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)器,6種關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng);采用仿生思維將機(jī)器人膝關(guān)節(jié)構(gòu)造成四連推桿結(jié)構(gòu)
CyberOne(小米動(dòng)力)身高177體重52自由度21最大負(fù)荷1.5成本70萬人民幣;Optimus身高172體重73自由度50最大負(fù)荷9成本2萬美元
1政策扶持:機(jī)器人產(chǎn)業(yè)營業(yè)收入年均增速超過20%;2社會(huì)因素:勞動(dòng)供給減少,人口老齡化和人工成本走高;3經(jīng)濟(jì)發(fā)展:第三產(chǎn)業(yè)有望拉動(dòng)對(duì)服務(wù)機(jī)器人的需求量
可使用半導(dǎo)體器件或?qū)⒎蠚W姆定律的電阻性元件封裝在半導(dǎo)體器件管殼內(nèi)制成的發(fā)熱元件作為熱源,避免半導(dǎo)體器件的導(dǎo)通角對(duì)功率計(jì)算的影響
傳感器是機(jī)器人具有類人知覺與反應(yīng)能力的基礎(chǔ),可分為用于測量智能機(jī)器人自身狀態(tài)的內(nèi)部傳感器和用于測量與機(jī)器人作業(yè)相關(guān)的外部因素的外部傳感器
芯片主要負(fù)責(zé)機(jī)器人作業(yè)的數(shù)據(jù)計(jì)算和指令下達(dá);控制器主要負(fù)責(zé)發(fā)布和傳遞動(dòng)作指令;伺服舵機(jī)主要用于驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的關(guān)節(jié);減速器主要安裝在機(jī)器人關(guān)節(jié)處
SLAM是即時(shí)定位與地圖構(gòu)建,主要用于解決機(jī)器人在 實(shí)際環(huán)境中的定位與運(yùn)動(dòng)導(dǎo)航問題;云平臺(tái)為機(jī)器人提供更大的信息存儲(chǔ)空間和 超強(qiáng)的計(jì)算能力
一種用于機(jī)械臂的末端連桿裝置,包括末端連桿主體,末端連桿主體設(shè)置在機(jī)械臂的輸出端;至少一個(gè)握持部,握持部能夠被握持,與末端連桿主體一體地形成
人形機(jī)器人的機(jī)械構(gòu)造復(fù)雜程度都遠(yuǎn)高于現(xiàn)有的機(jī)器人,根據(jù)各部位運(yùn)動(dòng)需求構(gòu)建執(zhí)行精度高的驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)開發(fā)具有高度穩(wěn)定性和適應(yīng)性的控制系統(tǒng)
諧波減速器是一種靠波發(fā)生器使柔輪產(chǎn)生可控的彈性變形波,器具有單級(jí)傳動(dòng)比大,體積小,質(zhì)量小,運(yùn)動(dòng)精度高等特征;RV減速器是是旋轉(zhuǎn)矢量(Rotary Vector)減速器的簡稱
與RV及其他精密減速器相 比,諧波減速器使用的材料,體積及 重量大幅度下降;精度往往不及諧波減速器,一般應(yīng)用于多關(guān)節(jié)機(jī)器人中機(jī)座
中國機(jī)器視覺技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較多,產(chǎn)業(yè)分布與中國制 造業(yè)發(fā)達(dá)地區(qū)的地理位置聯(lián)系較緊密,在廣東省、江浙滬等 地區(qū)較集中,誕生了多個(gè)中國機(jī)器視覺產(chǎn)業(yè)鏈上中游龍頭企業(yè)