液壓人形機(jī)器人 “祝融”

上舞臺扭秧歌、進(jìn)工廠搬物料、騎自行車轉(zhuǎn)圈兒……人形機(jī)器人近來風(fēng)頭無兩。人形機(jī)器人還能做什么？由哈工大蘇州研究院牽頭建設(shè)的江蘇省智能機(jī)器人技術(shù)創(chuàng)新中心，正著力打造一款名為“祝融”的火災(zāi)救援機(jī)器人。這是目前國內(nèi)極少的液壓人形機(jī)器人，核心指標(biāo)國際領(lǐng)先。

3月11日，記者見到進(jìn)入功能驗證階段的“祝融”。它身披紅色“鎧甲”、身軀厚實(shí)、下肢粗壯，看起來威猛、拉風(fēng)。“身高1.7米、體重65公斤，標(biāo)準(zhǔn)的成年男子體型。”哈爾濱工業(yè)大學(xué)機(jī)器人技術(shù)與系統(tǒng)全國重點(diǎn)實(shí)驗室助理教授、“祝融”團(tuán)隊技術(shù)負(fù)責(zé)人李旭說。

“祝融”由該實(shí)驗室副主任、哈工大蘇州研究院“人形機(jī)器人技術(shù)攻關(guān)”重大培育項目總指揮付宜利教授領(lǐng)導(dǎo)研制。從開始設(shè)計到今年2月完成本體組裝、軟件裝載，“祝融”誕生用了約一年。“祝融”全身的164種、1078個主要零件，絕大多數(shù)為定制化產(chǎn)品，由20余家蘇州當(dāng)?shù)仄髽I(yè)供貨。

李旭介紹，按驅(qū)動方式分，機(jī)器人有液壓驅(qū)動、氣壓驅(qū)動、電機(jī)驅(qū)動三大類。會跳舞的機(jī)器人是電驅(qū)人形機(jī)器人，而“祝融”是液壓人形機(jī)器人。與電驅(qū)機(jī)器人相比，液壓機(jī)器人結(jié)構(gòu)更復(fù)雜，但功重比高、耐高溫、抗沖擊性強(qiáng)，更適宜工業(yè)、特種作業(yè)等場景。

“功重比就是機(jī)器人的輸出功率與自身重量的比率。功重比越高，意味著相同重量的情況下，機(jī)器人輸出的動力越強(qiáng)勁，也就是說機(jī)器人負(fù)載越大、運(yùn)動越快，能更好地完成任務(wù)。”李旭很自豪，“‘祝融’的液壓動力單元功重比達(dá)到1.2千瓦/公斤，超過美國波士頓動力公司曾經(jīng)公布的液壓機(jī)器人動力單元的1千瓦/公斤，達(dá)到國際領(lǐng)先。”

如何在保證結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的前提下減重？輕量化設(shè)計、集成化制造，使“祝融”本體減重50%。以一條大腿骨架為例，由30多個機(jī)械加工的零部件拼裝，改成一體化3D打印成型，重量減至1公斤。它的一條手臂負(fù)載達(dá)36公斤，即能拿起、搬運(yùn)重達(dá)36公斤的物體，但手臂自重只有8公斤。

敢沖進(jìn)火場，自身防火是第一位的。哈工大蘇州研究院納米微孔絕熱復(fù)合材料項目團(tuán)隊研制的一種軟性防火材料，能抵抗1000℃高溫。兩個團(tuán)隊將攜手為“祝融”量身定制一套“皮膚”。“祝融”具備感知、適應(yīng)火場環(huán)境的能力，如識別起火點(diǎn)，判斷有無危險氣體泄漏，避開障礙物，搜救被困人員。它隨身背著滅火器，可以自己控制滅火器的閥門，噴出滅火劑。由于抗沖擊性強(qiáng)，它不怕摔跤，也能扛住火災(zāi)現(xiàn)場砸落的物體。

李旭告訴記者，近年來，四足、輪式、履帶式等多種形態(tài)的火災(zāi)救援機(jī)器人發(fā)展起來，但火災(zāi)救援領(lǐng)域還沒有人形機(jī)器人。人形機(jī)器人更適應(yīng)人類生活環(huán)境，如上下樓梯、開關(guān)門等，也可以像人類一樣使用工具、搬運(yùn)物品，在救災(zāi)場景中更能發(fā)揮作用。團(tuán)隊將繼續(xù)提升“祝融”的穩(wěn)定性和可靠性，讓它早日成為“消防員”。