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具身智能運行框架:交叉學科發展,包含具身感知、具身想象、具身執行

來源:國海證券      編輯:創澤      時間:2023/8/8      主題:其他   [加盟]

具身智能包含具身感知、具身想象和具身執行三個模塊,涉及機器人學、計算機視覺、認 知科學、博弈學等諸多學科,各學科相對成熟的積累為具身智能進一步發展提供基礎。2023年5月,北京市發布的《北京市促進 通用人工智能創新發展的若干措施(2023-2025 年)(征求意見稿)》中提出探索具身智能、通用智能體和類腦智能等通用人工 智能新路徑,包括推動具身智能系統研究及應用,政策支持加速具身智能技術突破。

1 具身感知(Perception):通過視覺、觸覺等傳感器交互感知,構建模型,定義、獲取、表達可以被機器人使用的具身概念。

2 具身想象(Imagination):構建仿真引擎,模擬具身任務,為機器人具身執行提供支撐。

3 具身執行(Execution):基于計算機視覺、機器人學和計算機圖形學,通過多模型訓練,在多傳感器合作下完成任務執行。






離身智能:第一人稱視角,強調感知與理解環境

學習方法:旁觀型學習,實踐性學習;擅長領域:智能中表征與計算的部分,主動式感知,執行物理任務;感知方法:被動接受數據,支持與外界交互

機器人的手指執行器-空心杯電機

人形機器人手指關節需配備更多小型化且能夠輸出較大力的電機,屬于直流永磁伺服電動機的空心杯電機完美契合人形機器人對應手指關節輕量化,高精度等需求;

不同類型的行星滾柱絲杠結構

標準式行星滾柱絲杠是將螺旋運動和行星運動結合在一起,行星滾柱絲杠具有承載能力強,剛度大,精度高,耐磨損,耐沖擊和壽命長等特點

絲杠與導軌配套使用,實現支撐與機器人轉向

滾動絲杠可分為滾珠絲杠和滾柱絲杠兩大類,傳動效率較高;導軌與絲杠成套運行,導軌用于實現支撐和導向,導軌種類包括滑動導軌,滾動導軌,靜壓導軌等

智能機器人的重要核心零部件-諧波減速器

減速器是常用作原動件與工作件之間的減速傳動裝置,諧波減速器具有體積小,重量輕的優點,因此是智能服務人形機器人的優質選擇

準直驅電機-大承重關節更優選擇

在部分承 力較大的關節我們認為大扭矩直驅電機也是不錯的選擇,開發者多采用準直驅電機+低減速比減速器組合來折中

伺服電機-機器人關節的驅動裝置

伺服電機是執行機構,可將電壓信號轉化為電機的轉矩和轉速,用來控制伺服電機,指令裝置則是發脈沖或者給速度用于配合驅動器正常工作的

機器人配件-3D視覺傳感器

雙目相機法是基于視差原理并利用成像設備從不同的位置獲取被測物體的兩幅圖像;結構光法通常采用特定波長的不可見的紅外激光作為光源

智能機器人Optimus的靈巧手掌采用空心杯電機+力傳感器的方案

智能機器人Optimus手掌采用空心杯電機+微型行星齒輪箱+繩驅+蝸輪蝸桿+力傳感器的方案,一只手掌擁有 6(×2)個執行器,11 個自由度,負荷20磅

特斯拉人形機器人 Optimus 的驅動方案分析

基于無框力矩電機+編碼器+行星滾柱絲杠+力傳感器+深溝球軸承+四點接觸軸承的線性執行器,通過進行共性研究減少使用驅動器的種類

AI智能機器人在完成任務時需要經歷三個層次

機器人通過傳感器感知周圍環境,并且識別到任務體在環境內所處的位置;將任務拆解成多個步驟,按順序執行步驟達到完成任務的目標

AI智能機器人可以分成五大部分

感知系統用以將外部環境信號轉換為機器人可以理解的信息或者數據;驅動系統包括電機,減速器,編碼器等;末端執行系統用以和外界環境進行交互
 
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