近期,工信部已启动了2023年未来产业创新任务揭榜挂帅行动,旨在加速推动未来产业的创新与发展,扶持有能力攻克核心技术的单位,整合多方资源推动产业快速进步,突破标志性技术产品,促进新技术、新产品的快速落地与应用。
行动聚焦了元宇宙、人形机器人、脑机接口、通用人工智能四大重点领域。在人形机器人领域,创新任务清单涵盖了核心基础、重点产品、公共支撑等多个维度,并为四个任务下的19个具体目标设定了2025年的预期指标。
人形机器人的应用是其价值所在,它并非仅是技术展示,而是旨在融入人类社会,作为提高生产力的有力工具。未来,人形机器人将在工业制造、灾害救援、危险作业、智慧物流、安防巡逻、服务娱乐等领域大显身手,解决人力短缺问题,创造更高效、安全、愉悦的社会环境。
预计至2025年,人形机器人需具备在4小时高强度工作下的续航能力,同时拥有耐高温、耐冲击、防尘防水、防爆等特性,能完成地形攀爬(高度不低于50cm),操作50种以上工具,进行焊接、切割、整理等任务,准确率需达到95%以上。
核心基础方面,人形机器人的发展需提升其关键能力。包括全身动力学控制算法、电机驱动器、力传感器、MEMS姿态传感器、触觉传感器在内的核心零部件至关重要。突破这些零部件的技术不仅有助于降低成本,还能确保供应链的安全。
在2025年前,预计实现高动态行走控制算法的建立,支持具有28个以上自由度的人形仿生机构,可在各种复杂环境中高速行走(包括平地、斜坡、台阶、不平整路面和松软路面),最高速度可达4km/h,奔跑速度达9km/h。高功率密度电机伺服驱动器也将完成系列化,最高效率不低于95%,重量小于210g,尺寸小于170cm³,最大连续功率可达6kW,并具备智能伺服控制算法。
力传感器的精度将提升至0.5%FS,响应时间优于0.03s,具备智能信息采集和处理功能,提升智能水平。MEMS姿态传感器的研发将侧重于高性能、低成本,预计2025年具备强大的抗振动和抖动性能,俯仰角和横滚角静态精度为0.1°,零偏稳定性不低于0.3°/h。
重点产品方面,旋转型电驱动关节、直线型电驱动关节、机械臂与灵巧手、高算力主控制器、高能量密度电池成为关注焦点。这些产品的升级将满足未来人形机器人在高爆发、高功率密度、高推力密度、高动态响应线性性能需求,使其在运动规划与感知决策上具备自主知识产权的高算力主控制器,避免在“大脑”环节遭遇技术封锁。
预计至2025年,将研制出系列化的人形机器人一体化旋转电驱动关节,满足腰、髋、膝、肘等关节伺服驱动的需求;推出低功耗高算力的主控制器,单台工作功耗不超过60W,算力不低于200Tops,并支持高带宽总线通信方式。
在公共支撑方面,行业需构建软硬件模块通用接口、机器人各子模块、整机系统集成的标准定义与撰写,制定关键共性能力的综合测评标准,并建立实验平台,形成不低于100亿的典型任务参数集,实现自动化处理任务类型不少于100种,最终在人形机器人上实现应用。
总结而言,当前人形机器人领域正迎来蓬勃发展的春天,多项政策与资金投入为行业发展提供了强大动力。通过本次未来产业创新任务揭榜挂帅行动的引领,我们期待着一个机器人时代的全面到来,更多创新成果将如雨后春笋般涌现,助力社会进步与经济发展。