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機(jī)器人半馬賽"腿軟"?多模態(tài)傳感器的未來價(jià)值錨點(diǎn)

2025-04-21 14:41 芯傳感
關(guān)鍵詞:多模態(tài)傳感器

導(dǎo)讀:近日,北京亦莊舉辦全球首場(chǎng)機(jī)器人半馬,20支隊(duì)伍參賽。最終,來自北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心和優(yōu)必選科技的天工Ultra用2小時(shí)40分鐘率先完賽。

近日,北京亦莊舉辦全球首場(chǎng)機(jī)器人半馬,20支隊(duì)伍參賽。最終,來自北京人形機(jī)器人創(chuàng)新中心和優(yōu)必選科技的天工Ultra用2小時(shí)40分鐘率先完賽。

微信截圖_20250421142842.png

▲資料圖 圖據(jù)視覺中國(guó)

當(dāng)然,賽場(chǎng)頻現(xiàn)機(jī)器人"翻車":有選手被繩子牽引,有的腿軟、摔跤,有的歪歪扭扭撞線,甚至上演"假摔"鬧劇,投資者戲稱"這是機(jī)器人空頭的陰謀"。

此次機(jī)器人半馬賽事,既是技術(shù)進(jìn)展的展示臺(tái),也是產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)的放大鏡。

為何機(jī)器人馬拉松頻頻“腿軟”?

當(dāng)人類跑者肌肉酸痛時(shí),還能靠意志力堅(jiān)持沖刺,但機(jī)器人若是"肚子餓了",直接就會(huì)撂挑子罷工。這看似滑稽的場(chǎng)景,實(shí)則折射出機(jī)器人馬拉松面臨的三大技術(shù)鴻溝。

第一關(guān):續(xù)航焦慮如影隨形

市面上主流機(jī)器人"滿電續(xù)航"僅夠堅(jiān)持2-6小時(shí),而馬拉松賽事要求3.5小時(shí)內(nèi)完賽。就像電動(dòng)賽車中途必須進(jìn)站換電池,參賽機(jī)器人也得在賽道特定點(diǎn)位上演"無縫換電"——這項(xiàng)看似簡(jiǎn)單的操作,實(shí)則考驗(yàn)著能量管理系統(tǒng)的精密計(jì)算,稍有差池就可能讓機(jī)器人"餓暈"在終點(diǎn)線前。

第二關(guān):動(dòng)態(tài)平衡堪比走鋼絲

人類跑步時(shí)小腦自動(dòng)完成百萬次微調(diào),機(jī)器人卻要依靠關(guān)節(jié)處的陀螺儀以0.01度的精度感知姿態(tài),配合每秒300次的算法修正。即便宇樹科技的H1機(jī)器人已能跑出5米/秒的短跑成績(jī),但要像運(yùn)動(dòng)員般連續(xù)數(shù)小時(shí)保持穩(wěn)定奔跑,仍需突破諧波減速器、伺服系統(tǒng)等核心部件的性能天花板。

第三關(guān):戶外環(huán)境處處是坑

實(shí)驗(yàn)室里的跑步機(jī)永遠(yuǎn)平坦筆直,真實(shí)賽道卻暗藏坡度、彎道甚至側(cè)風(fēng)突襲。這時(shí)多模態(tài)傳感器化身"全知感官",強(qiáng)化學(xué)習(xí)算法則擔(dān)任"超級(jí)大腦",讓機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境中既能像獵豹般敏捷轉(zhuǎn)向,又能如不倒翁般保持平衡。華夏基金在科普中特別指出,這種環(huán)境適應(yīng)能力正是區(qū)分實(shí)驗(yàn)室樣品與賽場(chǎng)健將的核心指標(biāo)。

多模態(tài)傳感器發(fā)揮什么作用?

賽事冠軍天工Ultra以2小時(shí)40分鐘的成績(jī)完賽,其背后依托的多模態(tài)傳感器融合技術(shù)成為關(guān)鍵。該機(jī)器人通過結(jié)合視覺傳感器、慣性測(cè)量單元(IMU)、激光雷達(dá)(LiDAR)及足底壓力傳感器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)跑道環(huán)境、自身姿態(tài)及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)感知。這種多模態(tài)數(shù)據(jù)融合使其能精準(zhǔn)判斷路面坡度、調(diào)整步態(tài)頻率,并在長(zhǎng)距離運(yùn)動(dòng)中維持動(dòng)態(tài)平衡。

然而,其他參賽機(jī)器人的表現(xiàn)暴露了當(dāng)前技術(shù)的普遍瓶頸:

環(huán)境感知局限:部分機(jī)器人因視覺算法對(duì)強(qiáng)光/陰影處理不足,導(dǎo)致導(dǎo)航偏差;

動(dòng)態(tài)平衡缺陷:依賴單一IMU數(shù)據(jù)的機(jī)器人易因機(jī)械振動(dòng)產(chǎn)生誤差累積,最終“腿軟”摔跤;

多傳感器協(xié)同失靈:某機(jī)器人撞線時(shí)因LiDAR與視覺數(shù)據(jù)融合延遲,未能及時(shí)規(guī)避障礙物。

此次賽事折射出人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的三大發(fā)展方向:

傳感器硬件創(chuàng)新:

事件相機(jī)(Event Camera)、固態(tài)LiDAR等新型傳感器正加速商用,其低延遲、高動(dòng)態(tài)范圍特性可顯著提升運(yùn)動(dòng)控制精度;

算法架構(gòu)升級(jí):

基于強(qiáng)化學(xué)習(xí)的自適應(yīng)融合算法開始取代傳統(tǒng)濾波方法,如優(yōu)必選等頭部廠商已研發(fā)出可動(dòng)態(tài)調(diào)整傳感器權(quán)重的決策框架;

場(chǎng)景化技術(shù)迭代:

倉儲(chǔ)AGV、服務(wù)機(jī)器人等領(lǐng)域正推動(dòng)多模態(tài)技術(shù)向?qū)S脠?chǎng)景深化,例如通過熱成像+毫米波雷達(dá)融合實(shí)現(xiàn)消防機(jī)器人的火場(chǎng)導(dǎo)航。

多模態(tài)傳感器的未來價(jià)值錨點(diǎn)

此次機(jī)器人半馬賽事,既是技術(shù)進(jìn)展的展示臺(tái),也是產(chǎn)業(yè)痛點(diǎn)的放大鏡。多模態(tài)傳感器技術(shù)要實(shí)現(xiàn)從實(shí)驗(yàn)室到規(guī)?;目缭?,需在以下維度取得突破:

建立跨模態(tài)基準(zhǔn)測(cè)試數(shù)據(jù)集,推動(dòng)算法標(biāo)準(zhǔn)化;

研發(fā)低功耗異構(gòu)計(jì)算芯片,支撐實(shí)時(shí)多數(shù)據(jù)流處理;

深化場(chǎng)景化技術(shù)驗(yàn)證,優(yōu)先在安防、物流等垂直領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)商業(yè)價(jià)值閉環(huán)。

正如賽事中既有天工Ultra的穩(wěn)定表現(xiàn),也有多數(shù)機(jī)器人的蹣跚學(xué)步,多模態(tài)傳感器技術(shù)的成熟,或許正如人類運(yùn)動(dòng)能力的進(jìn)化——需要經(jīng)歷無數(shù)次的跌倒與爬起,方能在動(dòng)態(tài)世界中穩(wěn)健前行。

技術(shù)泡沫下的真實(shí)需求 

投資者戲稱的"機(jī)器人空頭陰謀",實(shí)則直指當(dāng)前人形機(jī)器人產(chǎn)業(yè)面臨的三大核心矛盾:首先是技術(shù)預(yù)期與落地速度的錯(cuò)位,資本市場(chǎng)對(duì)通用型人形機(jī)器人的熱烈追捧,與其在復(fù)雜應(yīng)用場(chǎng)景中展現(xiàn)的實(shí)際性能形成鮮明反差;其次是行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化體系的缺失,傳感器接口、數(shù)據(jù)傳輸協(xié)議及安全測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)尚未建立統(tǒng)一規(guī)范,導(dǎo)致各技術(shù)方案呈現(xiàn)碎片化發(fā)展態(tài)勢(shì),既增加了研發(fā)成本又阻礙了技術(shù)迭代效率;最后是安全冗余設(shè)計(jì)的不足,賽事中頻現(xiàn)的機(jī)器人"假摔"現(xiàn)象,暴露出部分產(chǎn)品在應(yīng)對(duì)突發(fā)異常狀態(tài)時(shí)缺乏多模態(tài)安全備份方案,不僅影響作業(yè)穩(wěn)定性,更對(duì)人機(jī)交互安全構(gòu)成潛在風(fēng)險(xiǎn)。

這三重矛盾相互交織,正成為制約人形機(jī)器人技術(shù)突破與商業(yè)化進(jìn)程的關(guān)鍵掣肘。