? ? ? ? 2023年8月18日，由北自所承辦的“2023世界機(jī)器人大會(huì)-機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化和關(guān)鍵技術(shù)論壇”成功舉行。英國(guó)曼徹斯特大學(xué)終身教授、吉林大學(xué)唐敖慶講座教授、仿生健康學(xué)科帶頭人、月泉仿生聯(lián)合創(chuàng)始人任雷受邀參加并作論壇主旨報(bào)告。

? ? ? ?本次論壇立足《“十四五”機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》、《“機(jī)器人+”應(yīng)用行動(dòng)實(shí)施方案》等國(guó)家重大戰(zhàn)略，針對(duì)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展重點(diǎn)方向，聚焦機(jī)器人標(biāo)準(zhǔn)化和關(guān)鍵技術(shù)、提升產(chǎn)業(yè)鏈供應(yīng)鏈韌性開(kāi)展深入研討，助力機(jī)器人產(chǎn)業(yè)邁向高質(zhì)量發(fā)展新階段。

? ? ? ?工業(yè)和信息化部裝備工業(yè)一司司長(zhǎng)王衛(wèi)明、北京市經(jīng)濟(jì)和信息化局副局長(zhǎng)蘇國(guó)斌出席論壇并講話，中國(guó)機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)秘書(shū)長(zhǎng)宋曉剛、工業(yè)和信息化部人才交流中心戰(zhàn)略發(fā)展委員會(huì)主任王希征出席會(huì)議，英國(guó)曼徹斯特大學(xué)終身教授、吉林大學(xué)唐敖慶講座教授、仿生健康學(xué)科帶頭人、月泉仿生聯(lián)合創(chuàng)始人任雷作論壇主旨報(bào)告，北自所董事長(zhǎng)、黨委書(shū)記王振林致歡迎辭，北自所副總經(jīng)理黃雪主持論壇。機(jī)器人領(lǐng)域?qū)W術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界200余名專家學(xué)者蒞臨參加論壇，近5000名觀眾線上直播實(shí)時(shí)收看。

? ? ? ?任雷教授以《源自人體的啟示：仿生拉壓體機(jī)器人思考與實(shí)踐》為題，進(jìn)行了論壇主旨報(bào)告。

? ? ? ??報(bào)告中，任雷教授回顧了仿人機(jī)器人的發(fā)展脈絡(luò)，他指出目前的仿人機(jī)器人均存在運(yùn)動(dòng)能耗高、人機(jī)物理接觸安全性差等問(wèn)題。傳統(tǒng)仿人機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)能耗指標(biāo)CoT（Cost of Transportation）高達(dá)人體的幾十倍甚至上百倍。例如，波士頓動(dòng)力的Atlas的CoT是人類(lèi)的100倍，Honda的ASIMO的CoT是人體的32倍。目前，仿人機(jī)器人的續(xù)航能力均不足1小時(shí)，這使得機(jī)器人無(wú)法勝任長(zhǎng)時(shí)間的工作任務(wù)?；诜氯藱C(jī)器人存在的典型問(wèn)題，任雷教授從關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)，動(dòng)力系統(tǒng)和材料組成等三個(gè)角度剖析了目前仿人機(jī)器人與人體本身的區(qū)別。

關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)方面：

• 機(jī)器人關(guān)節(jié)均被簡(jiǎn)化為機(jī)械式鉸鏈接，往往同時(shí)承受拉壓、剪切、彎曲和扭轉(zhuǎn)等多類(lèi)型載荷。

• 生物關(guān)節(jié)承受簡(jiǎn)單拉壓載荷，硬組織主要受壓，軟組織主要受拉。

動(dòng)力系統(tǒng)方面：

• 機(jī)器人動(dòng)力系統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)和傳動(dòng)相對(duì)分離，動(dòng)力傳輸效率不高。

• 生物骨骼肌通過(guò)軟組織形態(tài)變化進(jìn)行輸出力和速度調(diào)節(jié)，人體的骨骼肌是集變速、傳動(dòng)、驅(qū)動(dòng)于一體的柔性動(dòng)力系統(tǒng)，更為簡(jiǎn)單、直接、經(jīng)濟(jì)、高效。

材料組成方面：

• 機(jī)器人部件多為剛性。

• 人體則以柔性材料為主。

? ? ? ? 源于人體的啟示，任雷教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)自研的骨骼肌肉在體精準(zhǔn)測(cè)試分析技術(shù)系統(tǒng)揭示了人體骨骼肌肉系統(tǒng)的功能作用原理，并于2017年在國(guó)際上首創(chuàng)提出了仿生拉壓體機(jī)器人理論與技術(shù)體系。任雷教授指出人體可視為是一種由具有空間拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)特征的受拉軟組織和受壓硬組織構(gòu)成的分層分級(jí)的一體化有機(jī)系統(tǒng)，是一種集驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)于一體的高柔性拉壓有序結(jié)構(gòu)。

? ? ? ? 基于“仿生拉壓體機(jī)器人”理論與技術(shù)，團(tuán)隊(duì)展開(kāi)了對(duì)人形機(jī)器人的研究工作，現(xiàn)已成功研發(fā)了世界首款重現(xiàn)人體三維自然行走步態(tài)的仿人行走機(jī)器人、可完成高度類(lèi)人手部精巧操作的仿生靈巧手，以及迄今為止最接近人體的仿生機(jī)械臂。這種新型機(jī)器人具備仿生拉壓體關(guān)節(jié)和仿骨骼肌驅(qū)動(dòng)器，充分利用了人體骨骼肌肉系統(tǒng)的機(jī)械智能特性，使其在具備高度運(yùn)動(dòng)性和靈活性的情況下，同時(shí)兼顧運(yùn)動(dòng)經(jīng)濟(jì)性、運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性以及環(huán)境適應(yīng)性。

? ? ? ? 綜上所述，仿生拉壓體機(jī)器人技術(shù)能夠克服傳統(tǒng)關(guān)節(jié)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的缺點(diǎn)，使機(jī)器人具備與人相似的運(yùn)動(dòng)特性，同時(shí)使機(jī)器人實(shí)現(xiàn)與環(huán)境的安全交互，并且其運(yùn)動(dòng)能耗指標(biāo)CoT僅為人體的1-2倍，有望為仿人機(jī)器人提供全新的仿生解決方案。