一、項目背景?
在科技飛速發(fā)展的當(dāng)下,人工智能與機器人技術(shù)已成為推動各行業(yè)變革的關(guān)鍵力量。隨著具身智能概念的興起,機器人在復(fù)雜真實場景中的應(yīng)用需求愈發(fā)迫切。傳統(tǒng)機器人末端執(zhí)行器在靈活性、感知能力等方面存在局限,難以滿足消費類服務(wù)場景中高精度操作的要求。在此背景下,享刻智能與清華珠三角研究院未來設(shè)計創(chuàng)新中心攜手,共同開展 “多模態(tài)融合機器人末端執(zhí)行器設(shè)計與產(chǎn)業(yè)化項目”,旨在突破現(xiàn)有技術(shù)瓶頸,推動機器人技術(shù)在消費類服務(wù)場景的廣泛應(yīng)用。?
二、項目目標(biāo)?
- 技術(shù)研發(fā)目標(biāo):依托清華珠三角研究院在末端執(zhí)行器、多模態(tài)感知算法的技術(shù)積累,以及享刻智能的硬件研發(fā)能力,研發(fā)出高靈活度、強感知力的機器人末端執(zhí)行器。該執(zhí)行器能夠融合多種傳感器數(shù)據(jù),實現(xiàn)對復(fù)雜環(huán)境的精準感知,并具備高度靈活的操作能力,以解決真實場景中的高精度操作難題。?
- 產(chǎn)業(yè)化目標(biāo):成立機器人關(guān)鍵共性技術(shù)研究平臺,加速科研成果轉(zhuǎn)化。通過在廣州黃埔區(qū)落地享刻智能機器人(廣州)有限公司,以末端執(zhí)行器研發(fā)為切入點,逐步構(gòu)建完整機器人生態(tài),推動產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化和商業(yè)化應(yīng)用,使產(chǎn)品能夠大規(guī)模進入消費類服務(wù)市場。?
三、技術(shù)創(chuàng)新點?
- 多模態(tài)感知融合技術(shù):末端執(zhí)行器集成多種傳感器,如視覺傳感器、觸覺傳感器、力傳感器等。通過先進的多模態(tài)感知算法,將不同傳感器采集到的數(shù)據(jù)進行融合處理,使機器人能夠更全面、準確地感知周圍環(huán)境信息。例如,視覺傳感器可獲取目標(biāo)物體的形狀、位置等信息,觸覺傳感器和力傳感器則能實時反饋機器人與物體接觸時的力和壓力變化,多模態(tài)融合后,機器人能夠精確判斷物體的物理特性和抓取狀態(tài),從而實現(xiàn)高精度操作。?
- 高靈活度機械設(shè)計:在機械結(jié)構(gòu)設(shè)計上進行創(chuàng)新,采用新型材料和結(jié)構(gòu),使末端執(zhí)行器具備高度的靈活性。例如,運用仿生學(xué)原理設(shè)計關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu),模仿人類手部關(guān)節(jié)的運動方式,實現(xiàn)多自由度的運動,能夠完成諸如抓取、擰轉(zhuǎn)、精細裝配等復(fù)雜動作,極大地拓展了機器人在消費類服務(wù)場景中的應(yīng)用范圍。?
- 強化學(xué)習(xí)與智能決策:引入強化學(xué)習(xí)算法,讓機器人在與環(huán)境的交互過程中不斷學(xué)習(xí)和優(yōu)化自身行為。通過設(shè)置合理的獎勵機制,機器人能夠根據(jù)感知到的環(huán)境信息自主做出決策,選擇最優(yōu)的操作策略。例如,在抓取不同形狀和材質(zhì)的物體時,機器人能夠通過強化學(xué)習(xí)自動調(diào)整抓取力度和姿態(tài),提高操作的成功率和穩(wěn)定性。?
四、應(yīng)用場景?
- 智能家居服務(wù):機器人可利用末端執(zhí)行器幫助用戶完成家庭日常任務(wù),如清潔家具、整理物品、開關(guān)門窗等。在清潔玻璃時,末端執(zhí)行器通過多模態(tài)感知準確識別玻璃位置和表面狀況,靈活調(diào)整清潔工具的力度和角度,實現(xiàn)高效清潔;在整理物品時,能夠根據(jù)物品的形狀和材質(zhì),精準抓取并放置到指定位置。?
- 餐飲服務(wù)行業(yè):在餐廳中,機器人可以借助末端執(zhí)行器實現(xiàn)點餐、送餐、收拾餐具等功能。送餐時,通過多模態(tài)感知避開障礙物,準確將餐食送到顧客桌前;收拾餐具時,能夠精確抓取不同形狀和重量的餐具,避免碰撞損壞。?
- 醫(yī)療護理輔助:在醫(yī)療場景中,機器人末端執(zhí)行器可輔助醫(yī)護人員進行一些簡單但重復(fù)性的工作,如為患者遞送藥品、協(xié)助患者翻身等。通過多模態(tài)感知和高靈活度操作,確保在與患者接觸時的安全性和舒適性,減輕醫(yī)護人員的工作負擔(dān)。?
五、項目實施計劃?
- 第一階段(技術(shù)研發(fā)期,1 - 2 年):?
- 集中雙方技術(shù)力量,開展多模態(tài)融合感知算法的研究和優(yōu)化,建立傳感器數(shù)據(jù)融合模型。?
- 進行末端執(zhí)行器的機械結(jié)構(gòu)設(shè)計和原型制作,采用 3D 打印等快速成型技術(shù),加速設(shè)計迭代。?
- 在實驗室環(huán)境下,對原型進行性能測試和優(yōu)化,包括感知精度測試、運動靈活性測試、負載能力測試等。?
- 第二階段(產(chǎn)品優(yōu)化期,1 - 2 年):?
- 將實驗室原型進行小批量生產(chǎn),在實際消費類服務(wù)場景中進行試用,收集用戶反饋。?
- 根據(jù)用戶反饋和實際應(yīng)用數(shù)據(jù),對產(chǎn)品進行進一步優(yōu)化,包括改進算法、調(diào)整機械結(jié)構(gòu)、提升可靠性等。?
- 與相關(guān)企業(yè)和機構(gòu)合作,開展產(chǎn)品的兼容性測試,確保產(chǎn)品能夠與不同品牌的機器人本體和操作系統(tǒng)良好適配。?
- 第三階段(產(chǎn)業(yè)化推廣期,持續(xù)推進):?
- 在廣州黃埔區(qū)建設(shè)規(guī)?;a(chǎn)基地,引進先進的生產(chǎn)設(shè)備和自動化生產(chǎn)線,實現(xiàn)產(chǎn)品的大規(guī)模生產(chǎn)。?
- 制定市場營銷策略,拓展銷售渠道,與家電廠商、餐飲企業(yè)、醫(yī)療機構(gòu)等建立合作關(guān)系,推廣產(chǎn)品應(yīng)用。?
- 持續(xù)投入研發(fā)資源,對產(chǎn)品進行升級換代,根據(jù)市場需求不斷拓展產(chǎn)品功能和應(yīng)用場景。?
六、項目預(yù)期效益?
- 經(jīng)濟效益:隨著產(chǎn)品在市場上的推廣應(yīng)用,預(yù)計在項目實施后的 3 - 5 年內(nèi),實現(xiàn)銷售收入逐年快速增長。通過規(guī)模化生產(chǎn)降低成本,提高產(chǎn)品的市場競爭力,實現(xiàn)盈利目標(biāo)。同時,項目的實施將帶動上下游產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展,如傳感器制造、材料供應(yīng)、機器人組裝等,創(chuàng)造更多的經(jīng)濟價值。?
- 社會效益:該項目的成功實施將推動機器人在消費類服務(wù)場景的廣泛應(yīng)用,提高服務(wù)效率和質(zhì)量,改善人們的生活品質(zhì)。例如,在智能家居服務(wù)中,為老年人和殘障人士提供生活便利;在餐飲服務(wù)行業(yè),緩解勞動力短缺問題。此外,項目的開展還將培養(yǎng)一批機器人技術(shù)領(lǐng)域的專業(yè)人才,為行業(yè)發(fā)展提供人才支持。