机器人前瞻(公众号:robot_pro)
作者 | 江宇
编辑 | 漠影

机器人前瞻9月2日报道,机器人真正进入产业场景后,一个越来越难绕开的问题是:同一台机器,很难应对不断变化的任务需求。

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

园区配送看重负载和续航,楼梯、坡地考验越障能力,工业现场需要稳定作业,狭窄空间又希望机器人足够灵活。

任务条件一变,机械结构、驱动系统、传感器配置和控制算法往往都要跟着调整。一家公司每进入一个新场景,都可能重新经历设计、打样、调试和训练,一台机器人因此很难真正“一机多用”。

这也是“模块化”重新成为机器人行业关键词的原因。

不过,把机械结构拆开、换一个末端工具,只解决了最表层的问题。影响机器人核心能力的,是构型变化以后,动力、传感、控制和软件能不能跟着一起变化,机器人能不能识别自己新的“身体”,并继续稳定地工作。

本末科技正在D1上把这种模块化进一步往本体层推进。

它可以通过拼接机构改变本体构型,多单元组合后,系统还能自动识别新的构型并更新动力学模型;

最新推出的D1-SET负载箱方案,则进一步展示了自主挂载、多箱扩展、随行运输和带载上下台阶等能力。

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

机器人所谓的“乐高化”,产业价值也由此落到了两个更具体的问题上:能减少多少重复开发,以及同一套机器人体系还能拓展多少任务边界。

一、场景越碎片化,机器人越需要一副“可重构的身体”

机器人进入的场景越多,“一套硬件吃遍所有任务”就越难。

物流、巡检、配送、工业作业、复杂地形等任务,对速度、负载、尺寸、续航、通过性和作业形态都有不同要求,同一种构型往往只能覆盖其中一部分需求。

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

传统整机开发模式下,这些场景差异还会被直接转化为研发成本。每拓展一个新任务,都可能重新涉及机械结构设计、驱动适配、传感器配置、运动控制调试以及后续算法训练。硬件、人力、测试和训练成本被反复投入,产品迭代周期也随之拉长。

模块化因此成为一种解决思路,但“模块化”本身也有不同层级。

行业现有方案大致可以分为外设模块化、功能模块化和本体构型模块化。更换夹爪、传感器、货箱,可以增加工具能力;替换某个功能子系统,可以调整局部能力;再往下走,则需要改变机器人自身构型,并让动力、传感、控制系统同步适配新的身体形态。

判断模块化价值,可以看一个更直接的指标:核心性能能不能随着构型一起改变。

如果更换模块后,机器人的负载、通过性、运动方式等核心能力依然被固定本体锁死,它解决的更多是使用便利性;如果构型变化能进一步带动核心性能重组,才有机会减少整机层面的重复开发。

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

因此,模块化真正对应的产业问题,是如何把大量一次性的整机开发工作,沉淀进一套能够重复使用、重新组合的底层体系。

机器人“乐高化”的意义,也由方便拆装进一步延伸到研发效率和场景适配能力。

二、拼起来只是第一步,还要让机器人“认得出新身体”

机械结构能够拼接并不难,拼完以后系统还能知道自己变成了什么,才真正考验底层能力。

D1首先解决的是机械构型重组。本末科技为D1设计了自研拼接机构,支持不同单元进行头对头、尾对尾等组合。

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

单台机器人可以独立运行,多台D1也可以通过拼接改变整机长度、支撑结构和任务形态,为后续性能变化提供硬件基础。

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

更关键的一层发生在机械结构之下。

D1已经进一步打通硬件总线、传感数据和多体动力学解算。多个单元完成拼接后,系统可以自动识别新的本体构型,并据此更新动力学模型,使不同单元进入统一的运动和控制体系。

这意味着“重构”不再停留在物理连接。机器人的身体发生变化以后,软件层也随之理解新的拓扑关系、动力学状态和传感信息,多单元能够进行耦合协同,由此进一步调整机器人的负载能力、越障能力以及整体运动形态。

最新的D1-SET BOX1,则把这套能力放进了一个更容易理解的运输任务里。

D1可以通过机身拼接扩大中部有效负载区域,自主完成负载箱挂载与释放,并沿机身方向组合多个箱体;

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

机器人还可以结合UWB和深度相机跟随人员移动,携带物资进入室内、室外、电梯、台阶等环境。

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

只有机械、动力、传感和控制同时参与重构,模块化才真正深入到机器人本体层。

三、减少重复开发,把一套机器人带进更多场景

模块化能不能产生真正的产业价值,最终要看研发效率和场景边界能否因此发生变化。

首先是减少重复开发。

传统模式下,为负载、越障、运输等不同需求分别开发整机,需要重复投入机械设计、驱动匹配、控制调试和算法训练。

如果底层动力、传感、通信和控制架构能够复用,企业面对新场景时,就可以更多通过构型组合和模块适配完成调整,减少重新开发整机的工作量。

D1-SET BOX1已经把这种思路落到一个具体任务中。

载货空间不足,可以通过机身和负载箱扩展;任务结束后,负载箱可以释放;需要更多运输空间,还可以继续增加箱体。负载、运输空间和任务形态因此具有更高的调整自由度,而无需针对每一种载货需求重新设计一套机器人。

其次是拓展任务边界。

当本体结构能够调整,模块化带来的就不只是“附件变多”,还可能直接改变机器人承担任务的方式。

单机可以执行轻量任务,多单元组合后可以面向更高负载、更复杂地形或更多运输需求,一套基础平台因此有机会进入更多碎片化场景。

本末科技此前在动力和关节层的积累,也构成了D1模块化能力的重要底座。

其长期围绕直驱电机、机器人关节模组、无框力矩电机和空心杯电机等产品展开研发,在东莞松山湖拥有研发中心和工厂,并覆盖设计、打样、生产、品检、测试及认证等环节。

除此以外,其研发人员占比超过40%,同时尝试30天快速交付等柔性制造模式。D1则将这些动力、模组和工程能力进一步延伸到了整机级的重构与协同。

国产机器人版“乐高”来了!拼完自动识别,适配更多任务

当机械连接、动力系统、传感数据、控制总线和软件识别逐层打通,模块化才具备改变开发方式的基础。

对机器人企业来说,模块化最终没有必要用模块数量证明价值。减少多少重复开发、缩短多少适配流程、增加多少可进入的任务场景,才是更接近商业结果的衡量方式。

结语:机器人开始拥有可重构的身体

今天讨论机器人模块化,衡量标准正在变得越来越具体。机械结构能否拆装只是其中一环,更深层的能力还包括构型变化后的自动识别、动力学模型更新、传感数据接入和运动控制协同。只有这些能力同时成立,模块化才真正有机会影响研发周期、整机成本和场景拓展效率。

D1把这种思路进一步落到了实际产品中:同一套机器人体系可以通过拼接改变本体结构,软件继续识别并控制新的构型,负载箱等功能模块则进一步把这种能力带进真实运输任务。

模块化因此不再只是产品外观上的“乐高感”,而逐渐成为一种减少重复开发的工程方法。

随着机器人继续进入物流、工业、园区、家庭等越来越细碎的任务,行业竞争也会增加一个新的变量:谁能把更多场景差异吸收到一套可复用的底层系统里。

所谓机器人“乐高化”,最终仍然要靠两个结果来证明——每一次被省下来的重复开发,以及每一个因此被打开的新场景。