1月13日,浙江大學杭州國際科創中心(簡稱科創中心)人形機器人創新研究院聯合鏡識科技有限公司、杭州凱達爾焊接機器人股份有限公司研發的四足機器人“黑豹2.0”正式發布。
“黑豹2.0”整體重量為38kg、站立高度0.63m,是目前世界上跑得最快的“四足機器人”,速度可達到10米/秒。
研發團隊以動力學為支點,撬動機器人每一寸骨骼設計,同時深度“道法自然”,學習黑豹、跳鼠等自然動物在髖關節、膝關節、腳掌等運動構型上的特征,對黑豹高速運動過程中的強度、韌度、力度、限度、精度、密度、流暢度等多方位進行提升,實現了小身軀與大能量并存。
黑豹2.0“快”的背后,是團隊對機器人動力學的突破性研究。他們充分利用惠更斯耦合擺原理,讓它的四足協調成統一的步態,形成一股合力達成高速沖刺;其次,為進一步降低高速奔跑時機器人沖擊瞬間的地面作用力、減少運動能耗,他們巧妙地使用彈簧安裝在黑豹2.0的膝關節作為緩沖器;為進一步打破黑豹6m/s奔跑時小腿必然折斷的魔咒,他們又研發了“仿跳鼠碳纖維小腿”,做到了在重量僅提升16%的代價下剛度提升135%;最后,他們還仿照獵豹的利爪,給黑豹2.0定制了特殊的“跑鞋”,使其抓地性能提升200%,讓黑豹做到每一步快如閃電卻又穩如泰山。
在研發黑豹2.0的過程中,團隊實現了兩大顛覆性突破,一是形成了機器人正向設計的優化軟件,可以服務于各類型的機器人設計工作,大規模節約機器人研發過程中的時間和成本;二是高功率密度的電機驅動器研發獲得成功,目前,團隊設計出了國際領先的高功率密度、高載荷能力的電機驅動器,為下一代工業四足機器人的研發奠定了堅實的基礎。