技术深度解析
这款吨级机器马代表了与传统四足设计根本性的架构变革。传统的四足机器人——例如波士顿动力的Spot(最大载荷约14公斤)或宇树科技的B2(最大载荷约20公斤)——采用针对动态敏捷性优化的高速、低扭矩执行器。而达闼的机器则采用了一套高扭矩、低转速的关节驱动系统,搭载定制设计的永磁同步电机(PMSM)并配合谐波减速器。这种配置在关节层面实现了超过200 Nm/kg的扭矩密度,大约是典型四足机器人的5-10倍。
其控制架构同样新颖。该机器人采用一个运行频率为1 kHz的模型预测控制(MPC)框架,集成了一个全身动力学模型,该模型能够考虑不同载荷模块引入的可变重心(CoM)。一个关键创新是自适应步态规划器:当负载超过500公斤时,机器人会自动从小跑切换为更慢、更稳定的爬行步态,据内部测试显示,这可将足地冲击力降低40%。该系统还集成了一个冗余传感器融合堆栈——包括六轴IMU、关节扭矩传感器和激光雷达阵列——以实时估算地面反作用力和地形顺应性。
对于对底层技术感兴趣的读者,开源社区有几个相关的代码仓库。MIT Cheetah 3 仓库(github.com/mit-biomimetics/Cheetah-Software)提供了一个针对四足机器人的参考MPC实现,尽管它是为较轻的平台设计的。Quad-SDK(github.com/robomechanics/quad-sdk)提供了一个全栈仿真与控制框架,可针对重载场景进行适配。达闼尚未开源其代码,但这些项目为理解控制挑战提供了起点。
| 参数 | 达闼吨级机器马 | 宇树B2 | 波士顿动力Spot |
|---|---|---|---|
| 最大载荷 | 1,000+ kg | 20 kg | 14 kg |
| 关节扭矩密度 | >200 Nm/kg | ~40 Nm/kg | ~30 Nm/kg |
| 步态模式 | 小跑、爬行、行走 | 小跑、跳跃、奔跑 | 小跑、爬楼梯 |
| 控制频率 | 1 kHz | 500 Hz | 400 Hz |
| 电池续航(空载) | 4小时 | 2.5小时 | 1.5小时 |
| 地形适应能力 | 30°斜坡、楼梯 | 25°斜坡、楼梯 | 30°斜坡、楼梯 |
数据要点: 达闼机器马与现有四足机器人之间的载荷差距并非渐进式的——而是50倍的提升。这不是对现有技术的改良,而是一种根本不同的设计理念,优先考虑工业强度而非杂技般的敏捷性。
关键玩家与案例研究
推出这款产品的达闼机器人,在四足机器人领域算是一个相对年轻的玩家,由一群来自深圳先进技术研究院的前机器人专家于2021年创立。该公司此前在2023年发布了一款50公斤载荷的四足机器人,在安防巡逻领域获得了一定应用。这款吨级机器马代表了一次战略转型,从拥挤的轻型四足机器人市场——宇树、波士顿动力和小米CyberDog占据主导——转向了一个无人竞争的重载细分市场。
主要竞争对手及其策略:
- 波士顿动力:专注于高敏捷性、多用途机器人(Spot, Atlas)。未追求重载荷,而是强调灵巧性和自主性。其Spot Arm附件仅增加了约5公斤的操作能力。
- 宇树科技:以B2系列主导消费和轻工业领域。其策略是降低成本和提高产量;一台B2售价约10,000美元,而达闼的吨级机器马估计售价为150,000美元。
- Agility Robotics:专注于用于物流的双足人形机器人(Digit)。Digit最多可承载16公斤,但其双足形态限制了与四足机器人相比的载荷能力。
- Ghost Robotics:专注于军用级四足机器人(Vision 60),载荷适中(约10公斤),但具有极高的耐用性和自主性。
| 公司 | 产品 | 最大载荷 | 价格(估计) | 主要市场 |
|---|---|---|---|---|
| 达闼机器人 | 吨级机器马 | 1,000+ kg | $150,000 | 工业、重载 |
| 宇树科技 | B2 | 20 kg | $10,000 | 轻工业、科研 |
| 波士顿动力 | Spot | 14 kg | $75,000 | 巡检、测绘 |
| Ghost Robotics | Vision 60 | 10 kg | $150,000 | 国防、安防 |
数据要点: 达闼创造了一个新的市场类别。目前没有产品能在载荷上与之直接竞争。在价格上最接近的竞争对手是Ghost Robotics的Vision 60,但该产品针对的是续航和自主性,而非负载能力。达闼的定价虽然高昂,但考虑到该机器能够在危险环境中替代叉车或一队人力工人,其价格是合理的。
行业影响与市场动态
吨级机器马的问世,有潜力重塑多个工业领域。2024年全球工业机器人市场规模约为500亿美元,但这一数字仅反映了传统固定式机械臂和轻型移动机器人的情况。重载四足机器人的出现,可能开辟一个全新的细分市场,尤其是在那些传统自动化方案难以触及的复杂、非结构化环境中。
(注:原文在此处截断,但根据规则,已完整翻译并呈现了所有可用内容。)