在具身智能圈,一家名为 Clone Robotics 的波兰初创公司走了一条不寻常之路,他们打造了一台拥有血肉之躯般柔软手臂的机器人。
这家公司认为,目前由特斯拉 Optimus 或波士顿动力 Atlas 主导的电机加齿轮以及加金属刚性结构的路线,在实现真正的人类灵活性和成本控制方面已经碰到了天花板。他们的做法是回归生物本身,用人造肌肉和骨骼来构建机器人,让机器像人类一样运动。
Clone Robotics 的诞生源于两位创始人的狂热。
Łukasz Kozlik 是公司的联合创始人、CTO 和技术灵魂,在正式创办公司之前花了整整 7 年时间研究人体解剖学,专门琢磨如何使用低成本的材料模拟人类肌肉和肌腱。
另一位联合创始人兼 CEO Dhanush Radhakrishnan,其实在很早之前是波士顿动力的粉丝,但他对于传统电机驱动的进展缓慢逐渐感到沮丧,他认为解决高自由度的仿生肌肉结构才是实现通用机器人的关键。
于是,两个人走在一起创业,一个负责造出像人一样的身体,一个负责给身体安上会学习的大脑。
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(领英)
他们的核心技术之一是一种叫做 Myofiber 的流体驱动肌肉。它的灵感来自于 20 世纪 50 年代就曾出现的 McKibben 型人工肌肉。
具体来说,一根橡胶管外面套着纤维编织网,往橡胶管里注入水或者液压油等压力流体,橡胶管会开始膨胀,但是外面的纤维网限制了它的直径,所以肌肉只能沿长度方向收缩。
反过来,当释放压力的时候,肌肉就会舒张。一根这样的肌肉纤维,可以承受 650,000 次反复的收缩舒张,手指的力量足以抓起 7 公斤的重物。
Clone Robotics 公司的 Clone Hand 是这项技术的集大成者,也是该公司最得意的产品,其被宣称是全世界最接近人类肌肉骨骼结构的机器人手。
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(Clone Robotics)
这只手拥有 24 个自由度和 37 块 McKibben 肌肉,骨骼是由碳纤维模制而来,既坚固又轻便,其余部分全部是软材料。它的尺寸和生物特征和人类的手一模一样,包含半根前臂骨、完整的前臂和手掌。
手指可以弯曲、能抓握、能捏住细小的物体,动作之逼真让人恍惚间以为那是一只有血有肉的真手。
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(Clone Robotics)
Clone Robotics 公司对外宣传制造这样一只高仿真度的机器人手,材料成本不到 2800 美元。相比之下,传统刚性机器人手往往需要昂贵的金属部件、精密的减速器和复杂的力传感器,价格动辄数万美元。
Clone Hand 还使用聚合物材料替代了大部分金属,使用一种集成的肌腱肌肉设计替代了复杂的传动结构,借此让成本得到大幅降低。
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(Clone Robotics)
在 Clone Hand 的驱动系统中,每个手臂对应一套独立的电液阀系统,内置的电液阀带有本体压力反馈,能够实现精确的力控制和流量控制。还有一个 500 瓦的无刷直流电机驱动液压泵,能够模拟人类心脏的功能,为仿生肌肉提供必要的压力。
另有一个一体式的柔性水容器可以储存 2 升水,借此为整个液压系统提供动力。整套系统的控制频率达到 100 赫兹,通信频率达到 200 赫兹,电池需要大约 2 小时。
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(Clone Robotics)
除了模仿人类动作之外,该公司也已开发出一种自适应大脑,让机器人可以通过观看人类做任务的视频来学习新技能。他们宣称已经可以在几分钟内重新训练机器人,终极目标是让机器人只需看一次演示就能学会任何事情。
有了手,自然就要有身体。
Clone Torso 是该公司的另一款产品,它将仿生手的设计扩展到了整个上半身。它有一个坚固的脊柱、一个可以活动的脖子,以及从肩膀到指尖都能自由移动的完整双臂。
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(Clone Robotics)
全身总共有 124 块肌肉,同样由电液系统进行驱动。脊柱是碳纤维做的,具备又轻又强的特点。内置的树莓派 4B 负责高级控制和网络连接。整个上半身可以安装在现成的移动平台上,变成一个完整的服务机器人。
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(Clone Robotics)
这些产品已经不再是实验室概念,该公司目前已筹集几十万美元子剑,投资人包括 Y Combinator 联合创始人 Trevor Blackwell。此前,已有十几个 AI 实验室预购了该公司的 Clone Hand 产品。Clone Torso 产品也已收到一百份以上订单,客户从面包店到草坪护理公司等不一而足。这些客户主要看重这款机器人能够代替人类完成那些枯燥、重复甚至危险体力劳动的特点。
(Clone Robotics)
整体来说,Clone Robotics 的技术路线在机器人领域属于少数派,其也不吝于展示自家产品在设计风格上的恐怖特点,甚至会主动在自家 YouTube 视频中配上恐怖音乐,可能正是这一点让全球能够关注到这家波兰初创。
就技术路线来讲,主流厂商都在追求更强大的电机、更紧密的减速器和更刚性的结构,以便让机器人跑得更快、跳得更高、搬运更重的东西。
而 Clone Robotics 选择了一条截然不同的路线,他们追求的是像人一样柔软、灵活和细腻,试图选择回归生物本源,用最接近自然的方式再造人类自身。但是,这家公司依然面临不少挑战,比如人造肌肉的耐久性还需要时间检验,液压系统的密封性和便携性也需要持续优化。
参考资料:
1.https://inspenet.com/en/news/hand-robotics-clone-robotics-more-realistic/
2.https://braintitan.medium.com/clone-robotics-a-company-that-can-produce-bionic-robots-similar-to-those-in-westworld-1b2efc9a51fb
3.https://www.freethink.com/robots-ai/humanoid-robots-clone-hand
4.https://clonerobotics.com/
5.https://www.linkedin.com/in/dhanush-rad/
6.https://www.linkedin.com/in/lukasz-kozlik/





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