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3月27日消息，小米今日首次公布其機(jī)器人靈巧手，希望打造一款能穩(wěn)定用于工廠作業(yè)的仿生手，將作業(yè)成功率提升至接近100%。
據(jù)介紹，小米對CyberOne的仿生手進(jìn)行了設(shè)計改造，在壓縮60%體積使其與工人手部尺寸完全一致的同時，自由度增加了64%，全掌觸覺傳感器覆蓋面積增至8200平方毫米，實現(xiàn)了超過15萬次的抓握操作循環(huán)壽命，并增加了仿生汗腺設(shè)計以提升主動散熱能力。
為更好地復(fù)用通過人手采集的數(shù)據(jù)，機(jī)器人仿生手需盡可能按照1:1比例設(shè)計，保持近似構(gòu)型，同時在可達(dá)空間、驅(qū)動能力、慣量分布及操控響應(yīng)等方面對標(biāo)人手，減少仿真與真機(jī)之間的差異，避免同構(gòu)問題帶來的影響。
在工廠作業(yè)成功率已達(dá)90%以上的仿生手基礎(chǔ)上，小米進(jìn)行了大幅設(shè)計優(yōu)化，將體積從228mm x 105mm×64mm壓縮至187mm×88mm×36mm，自由度提升50%，主動自由度提升83%。
在有限尺寸內(nèi)進(jìn)一步提升仿生手自由度以達(dá)到人手22至27自由度的水平，最大的挑戰(zhàn)在于硬件可靠性與散熱問題。實際應(yīng)用中，即便是簡單操作，仿生手也常在不到1萬次重復(fù)作業(yè)中出現(xiàn)損壞。
為此，小米通過設(shè)計、仿真與測試的不斷迭代，針對實際操作場景提升每個零件的耐久性，逐步增強仿生手的綜合可靠性。經(jīng)過過去一年的持續(xù)迭代，仿生手已在實際抓握等重復(fù)操作中實現(xiàn)超過15萬次的循環(huán)壽命，并保持穩(wěn)定的觸覺數(shù)據(jù)獲取。
更高的主動自由度意味著需要更多電機(jī)，當(dāng)所有電機(jī)集成在狹小空間內(nèi)，會造成局部過熱。在實際重載應(yīng)用中，單手電機(jī)塔功率可能超過100瓦，在70%的綜合效率下，超過30瓦的功率將轉(zhuǎn)化為熱量。
尤其在高熱損的堵轉(zhuǎn)工況下，如何高效散熱直接決定了連續(xù)高負(fù)載作業(yè)的時長。除常規(guī)被動散熱外，小米嘗試模擬人類汗腺的高效散熱方式——在室溫下，1毫升水蒸發(fā)可帶走2000焦以上熱量。
小米在緊湊的小臂結(jié)構(gòu)中采用金屬3D打印制作液冷循環(huán)通道，通過微泵將電機(jī)熱量轉(zhuǎn)移至蒸發(fā)區(qū)，利用蒸發(fā)吸熱快速降溫。實際測試中，仿生汗腺系統(tǒng)每分鐘可蒸發(fā)0.5毫升水，提供約10瓦的主動散熱能力。
小米希望仿生手在作業(yè)時能表現(xiàn)出與人手相似的動作過程，在抓握時兼具類人的柔順性與包覆性，并具備與人手相當(dāng)?shù)目蛇_(dá)空間、執(zhí)行速度與負(fù)載能力。
通過對人手抓握數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，在仿真環(huán)境中融合觸覺信息，應(yīng)用模仿及強化學(xué)習(xí)策略對大量數(shù)字零件進(jìn)行學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，直至生成接近擬人的抓握姿態(tài)。
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