开创具身智能新可能|追觅机械手技术解析

新潮电子杂志 2025-01-20 13:58:57

这是一个百舸争流、不断创新的时代!

越来越多的中国企业,通过持续创新,深入挖掘细分市场,从国内走向世界。成立于2017年,专注于智能清洁领域的新兴品牌追觅,正是这一趋势的杰出代表。目前,追觅已经发展成为智能清洁领域中多品类全面布局的全球化科技企业,其产品已覆盖中国、美国、德国、法国和韩国等120多个国家和地区。

在追觅科技的官方网站上,有这样一句自我介绍:“创始人俞浩始终坚信‘核心技术是一切的根本’。”

追觅扫地机器人之前的功能开发,都在打造一个清洁能力更优秀的扫地机器人。这种对技术的偏执,不仅体现在产品的功能上,更体现在对用户体验的深刻洞察和对细节的极致追求上。而近期追觅科技最新推出的搭载“仿生多关节机械手”功能的扫地机器人,则致力于以扫地机为核心,拓展更多家庭服务的可能性。没有人规定服务机器人必须呈现为人类形态,追觅科技希望推动从扫地机器人到服务机器人的变革。

在前不久结束的国际消费类电子产品展览会(CES 2025)上,追觅科技以“All Dreams In One Dreame”为主题,首次在CES 2025上展示了其全生态产品体系,并推出了包括扫地机器人、智能洗地机、吸尘器、泳池机器人、造型器等在内的多款新品。这些产品向全球消费者展示了尖端的智能科技,并探索了极致创新的智慧生活方式。追觅科技还向世界展示了其全球首创的仿生多关节机械手技术。对于追觅来说,机械手技术仅仅是个开始,他们期望以此为起点,开发出真正具备服务功能的扫地机器人,从而开启一个全新的时代。在智能清洁领域,既有行业资深企业,也有市场新兴力量。对于技术创新,我坚信追觅能够将机械手技术推向更高水平。

为什么只有追觅才能将机械手技术做到更好?

有人认为,2023年标志着人工智能(AI)时代的真正开始。随着网络技术大模型的发展,它们开始具备了“常识”能力,能够提取信息并理解这个世界,人类软件技术似乎真的能够实现一个“机器人”的运行。在自清洁领域,扫地机器人是唯一能够满足合理自驱动和清洁能力的产品。追觅科技在扫地机器人行业中占据领先地位,它不仅有雄心壮志,而且具备实现这一目标的最强实力。追觅拥有坚实的供应链基础、行业顶尖的自有工厂执行力,以及强大的研发能力和人才团队:其产品研发与设计人员占比约60%,每年的研发投入占营收的7%,研发团队中近三分之一拥有博士学位。依赖这些雄厚的技术支持,追觅曾凭借全球首创的机械臂和机械足技术震惊业界,现在,追觅希望借助“仿生多关节机械手”技术,再次颠覆扫地机器人行业。

机械手研发经历三次方案重构

一项成功的技术绝非一蹴而就,自2023年4月起,追觅便开始致力于机械手的研发工作。从最初到现在,追觅机械手已经历了三次重大的方案重构。首次设计为螃蟹形态,采用纯遥控操作,仅具备一个自由度,无法进行立体夹取,限制了其夹取高度和重量。

在第二次迭代中,机械手的形态初具雏形,拥有了三个自由度,伸展长度可达15cm左右,能够夹取重量不超过100g的物体。然而,这种设计需要使用体积较大的电机,从而牺牲了扫地机的其他功能(如尘盒、机身小水箱、滚刷),这与追觅的设计理念不符,因为追觅不希望扫地机的原本功能被妥协,仅为夹取物体服务。

第三次迭代,也就是目前采用的方案,成功地在不牺牲任何原有功能的前提下,实现了清洁与整理的双重功能,并且能够覆盖狭小场景,真正实现了仿生技术的应用。

追觅机械手技术解析

接下来,我们将从外观、逻辑、硬件、清洁以及难点五大方面,对追觅机械手技术进行全面的解析。

跑车外观加三电机伸缩自如

在外观设计方面,追觅机械手的整体造型汲取了高端敞篷跑车的设计理念。机身前脸巧妙融合了硬朗与圆润、优雅与强劲的设计元素,具有很高的辨识度。尾部采用类似高端跑车的贯穿式尾灯设计和流线型造型,使得整个机身显得更加大气和时尚。机械手机舱的设计灵感来源于敞篷跑车的篷顶,当机械手启动时,舱盖优雅地打开;当机械手收回时,舱盖则折叠隐藏,既美观又充满科技感。尽管设计上融入了更多元素,但并未影响到整机的厚度,这意味着配备了机械手的扫地机器人与传统扫地机器人在体积上并无明显差异。此外,为了确保机械手的顺畅开合,追觅在舱盖上特别安装了三个电机,确保其伸缩自如。

让机械手也有思维

那么,如何赋予机械手自主的思考能力呢?换言之,何时应当伸出机械臂?何时需要抓取物品?如何进行抓取?抓取后又应放置于何处?这需要一套完整的运行逻辑来指导。简而言之,机械手必须能够感知到待抓取的物品,接着选择合适的抓取点,执行抓取动作,并最终将物品放置于预定位置。为了实现这一连串动作,追觅科技为机械手配备了具身智能大模型系统,以增强扫地机器人的任务调度能力。大模型能让机械手臂拥有更为精细的逻辑处理,例如物品分类和处理顺序。例如,拖鞋应放置于鞋柜,玩具则应归置到儿童房。扫地机器人还需明白先处理哪些任务再处理哪些任务,比如先清理干净的区域或是先处理距离较近的区域。在面对复杂场景时,如散落一地的小球,机械手需要能够逐一捡起。

五个自由度、最长伸展30cm、可抓取400g重量物品

从硬件结构的角度来看,追觅设计的机械手以五个自由度的设计,展现了高度的灵活性和实用性。这五个自由度可以类比于人类的“肩、肘、腕、指”四个核心关节,使得机械手在运动时能够模拟人类的自然动作。这种设计不仅提升了机械手的适应性,还使其能够在多种环境中执行复杂的操作任务。

此外,追觅机械手的伸展距离可达30cm,约为一个成年人臂长的一半。这一伸展能力使得机械手能够在较大范围内进行物品的抓取和操作,满足了多样化的使用需求。同时,其夹取物品的最大宽度直径约为6cm,恰好与一个易拉罐的宽度相当,这使得机械手能够轻松夹取日常生活中常见的物品。

在承载能力方面,追觅机械手能够夹取重量不超过400g的物品,这一设计充分考虑了日常使用的实用性与安全性。通过这种合理的设计,机械手不仅能够有效地完成简单的抓取任务,还能够在一定程度上承担起更复杂的操作。

机械手可自主更换配件进入狭小区域作业

追觅致力于推出一款划时代的扫地机器人,除物品整理外,追觅还希望将其打造成“全球第一款有配件仓且可自主使用清洁工具的扫地机器人”。在实际应用中,传统的扫地机器人在面临家具摆放造成的狭小缝隙时,常常显得力不从心。例如,橱柜之间、马桶与墙面之间等这些狭窄的空间,即便是最小型的扫地机器人也难以进入,这些区域也成了扫地机器人的“禁区”。为了应对这一技术难题,追觅为其机械手配备了独立的配件仓,使其具备更强的适应能力。面对比机身更为狭窄的环境,机械手能够智能导航至配件仓,依据具体场景的需求,自动选择合适的清洁工具。在完成工具的拿取与安装后,机械手将如同人手一样,灵活地返回狭窄的缝隙进行清扫。这一设计不仅提高了清洁的效率,也确保了清洁的全面性,能够覆盖到传统清洁方式难以触达的区域。

自研超薄电机解决设计难题

上面我们讲到过追觅设计的机械手能夹取物品的重量约400g、宽度直径为6cm,这看起来数字不算大,实际上却很难,难点在于要配备大扭矩的电机模组的同时还需要确保机身与普通扫地机器人那样的体积。当机械手达到夹取小于400g的重量物品,需要电机组件(电机+减速箱)实现6N·m扭矩,但同时因为扫地机空间有限,要保证体积极致轻薄。以现有的技术,能达到6N·m扭矩的成品电机最少直径26mm,这个大小远超追觅所期望的轻薄扫地机应有的厚度。追觅寻找了市场上50家电机供应商,没有一家有能力供给满足要求的电机,而一贯追求极致并且在电机制造方面拥有雄厚积累的追觅,于是决心自研电机。最终,追觅成功做出了厚度仅有18mm的超薄电机。

配备两套识别系统

仅仅解决机械手的硬件问题尚不足以满足需求,还需攻克识别难题。对于扫地机器人而言,识别系统至关重要,它决定了机器人如何“观察”周围环境,并据此执行精确的抓取或放置任务。为了与设计的机械手相匹配,追觅科技为扫地机器人配备了先进的双目识别系统,能够识别地面上的各类物品,包括但不限于纸巾、玩具、钥匙、手链和项链等。其夹爪上特别设计的RGBD摄像头与主机的双目系统协同工作,通过两个视角对物品进行360度的点云重建,精确确定抓取点,确保机器人能够准确无误地完成抓取动作。

小结:

追觅始终坚信“核心技术是一切的根本”,通过不断的产品技术创新和全球化战略,如今追觅已经成为全球领先品牌。根据IDC发布的数据,2024年第三季度全球智能扫地机器人市场份额中,追觅的出货量同比增长了39.7%,成为全球前五大厂商中出货增长最快的公司。特别是在高端市场,追觅的多个型号在西欧、日本和美国等地都取得了优异的表现。

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