智能涌现 11月11日 00:36
小鹏机器人步态丝滑的秘密:弹性体材料的应用
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小鹏汽车发布的人形机器人IRON因其高度拟人的步态引发关注。不同于传统机器人僵硬的动作,IRON的丝滑表现得益于多项技术突破,其中核心在于采用了新型弹性体材料作为机器人“肌肉”。这种材料介于刚性和硅胶之间,具备柔韧、轻量化等特性,能模拟人类肌肉的协调运动,提升机器人的仿生程度,降低能耗和安全隐患。3D打印技术是实现这种材料应用的关键。小鹏机器人通过仿生设计,旨在实现人机共存,并将其应用于汽车工厂等场景,构建汽车与机器人技术复用的闭环,预判机器人市场将迎来高速增长。

🤖 **新型弹性体材料是机器人拟人步态的关键:** 文章指出,小鹏机器人IRON之所以能够实现丝滑、拟人化的步态,其核心技术在于采用了新型弹性体材料作为机器人的“肌肉”。这种材料的独特性在于其介于刚性材料和硅胶之间的特质,使其能够像人类肌肉一样具备柔性连续响应的能力,从而协调运动,模拟人类肌肉的拉伸和牵引姿态,这是机器人走向家庭和养老等场景的基础。

💡 **弹性体材料的优势显著,推动机器人发展:** 弹性体材料不仅赋予了机器人仿生运动能力,还在轻量化方面具有显著优势。相比传统刚性材料,弹性体材料可减轻六七成的重量,这使得机器人能将更多负载分配给关键部位,降低电机扭矩和能量损耗,同时减少了与人类碰撞时的安全风险。此外,其晶格结构也提供了更好的透气性。

🚀 **3D打印技术是实现弹性体应用的重要支撑:** 传统制造工艺难以生产具有复杂内部结构的晶格弹性体。文章强调,3D打印技术是实现这种高性能材料应用的关键。通过光敏树脂耗材,可以逐层“交织”出机器人的弹性体外壳,精确复制人体肌肉的生成过程,为机器人制造带来了革新。

🚗 **仿生设计是小鹏机器人战略的核心,构建闭环:** 小鹏机器人高度重视“人形”和仿生设计,将其视为机器人走向市场、实现规模化降本和正向商业循环的关键。通过将机器人应用于汽车工厂,小鹏构建了一个汽车与机器人技术相互复用的闭环,工厂场景为机器人提供了真实数据,反向驱动技术迭代,并预测机器人市场未来将迎来爆发式增长。

原创 邱晓芬 2025-11-10 11:56 安徽

秘诀是:“弹性体材料”。

邱晓芬

编辑苏建勋

国内具身智能领域,在上周被新能源车厂商小鹏炸了锅。

11月5日小鹏发布的人形机器人IRON,由于步态太过拟人,且被发现有人耳轮廓、后背有疑似女性内衣的凸起,被不少人质疑:“IRON里面藏着真人模特”。

随后,何小鹏发布视频回应质疑,他用剪刀将IRON腿部的布剪开,让机器人走了一圈。又拉开了其后背的拉链,露出了乳白色、带有密集网格结构的机器人躯体。

何小鹏拉开IRON拉链

可公众的好奇仍然存在,为什么不同于大多数机器人僵硬、卡顿的行动姿态,小鹏机器人在行走时能如此丝滑拟人?

当中的秘诀,既包括了仿生脊柱设计、82 个关节自由度、大模型训练人类步态等关键技术,据《智能涌现》了解,其中的核心突破,是一种应用在机器人“肌肉”的新型材料:弹性体。

【有关小鹏机器人的更多信息,可以参照《智能涌现》此前报道:《揭秘小鹏机器人:挖来英伟达大牛,产线已落地几百台|智能涌现独家》

“当一个机器人被质疑是真人时,说明大家已经在用人的标准来看待它了,这种争论恰好证明了行业对机器人的想象力。”「博理科技」CMO肖博文对《智能涌现》表示。

作为弹性体材料领域的供应商之一,「博理科技」能够通过3D打印技术生产包括弹性体在内的各类高性能材料,其打印速度较传统工艺提升20至100倍。在机器人领域,他们的客户包括智元机器人、优必选等。

绿洲资本是「博理科技」的早期投资方,他们认为,材料创新正成为具身智能发展的关键变量之一。传统机器人多依赖金属的刚性结构,而博理以3D打印技术,开发出具备柔性响应与轻量化特性的新型弹性体。如果未来人机共存是必然现实,人形机器人除了要有智慧的大脑,是否拥有如肌肉般协调、安全、高效的身体,同样将决定它能否真正走入日常生活。

用“弹性体”给机器人造肌肉

弹性体材料,特质上介于刚性材料和硅胶之间,你可以把一块弹性体材料随意揉捏、摔打,都不会产生破坏。

弹性体材料最早用在航空航天领域,后来被引入军用头盔充当间隔结构;近几年开始被应用在日常场景,例如鞋子的支撑结构、自行车把手和坐垫、VR上的面部衬垫、床垫、牙套、文创产品等等。

晶格结构的弹性体材料

这种刚柔并济的特性,恰好与人形机器人的诉求完美匹配。

肖博文向《智能涌现》解释,人形机器人外壳过去一般使用不锈钢、铝这类刚性材料,导致步态僵硬。

而弹性体材料像肌肉一样,具备柔性连续响应的能力,能像肌肉群一样协调工作,因此得以模拟人类肌肉拉伸、牵引的姿态,让机器人更仿生,而仿生,是机器人走向家庭、养老等场景的基础条件。

在重量方面,相同体积的弹性体材料比传统刚性材料轻了六七成。这让人形机器人得以将负载让给关节、手、头等更重要的部位,减少了对电机扭矩、能量损耗的要求,还减少了商业落地后碰撞人类的安全隐患。

此外,人形机器人长时间移动会产生热量,而晶格结构的弹性体也有更强的透气性。

肖博文向《智能涌现》预判,弹性体材料未来或会是人形机器人肌肉的主流方案。除了小鹏IRON之外,机器人运用弹性体的更早案例是,优必选Walker S2的肘部、智元灵犀X2的胳膊、胸甲和腿部、以及Figure 02的关节处缓震肌肉等等。

智元灵犀X2

不过,要给机器人造肌肉也不算简单。引进了肌肉的概念,可能会产生微形变控制等新变量,因此对于机器人的控制系统、算法提出了更高的要求。

此外,还有制造工艺的革新。肖博文表示,晶格结构的弹性体无法用传统工艺生产,因为传统制造的塑型过程依靠模具,没办法高精度控制内部结构走向。

为此,弹性体需要用3D打印新工艺来生产——光敏树脂耗材在光的作用下,一丝一线“交织”起了机器人的弹性体外壳,像是复刻了人体肌肉生成的过程。

总而言之,种种新材料、新技术在IRON上的交汇,才构成了其高度拟人步态的密码。

仿生,小鹏机器人闭环的关键

小鹏非常重视“人形”机器人。

从此前精细操作的仿生灵巧手、超越人眼的仿生视觉、拟人的运动能力,再到此次增加拟人的肌肉和步态,小鹏的机器人逐渐向人类进化。

小鹏机器人进入汽车工厂

为什么让机器人仿生如此重要?何小鹏对媒体群表示,从商业的角度,像人的机器人由于更有亲和感,销量会更多,进而实现规模化降本,更有利于形成正向的商业循环。

其实,从2020年开始,小鹏正在打造一个汽车和机器人的闭环。

何小鹏曾经指出,小鹏机器人的首要应用场景是“在工厂里造汽车”。人形机器人进工厂,不仅提升了汽车制造的自动化水平和效率,反过来,工厂也为其提供了绝佳的“试验场”。

汽车工厂场景本就是为人类而设计,相比于其他类型的机器人,仿生的人形机器人更能适应人类场景,因此也能从工厂中更高效收集海量、真实的操作数据。而这些数据,未来也将反向驱动机器人技术的迭代,形成一个数据飞轮。

在这个闭环里,让机器人仿生,正是一项关键因素。

小鹏机器人在汽车工厂推箱子

其实,相比于其他机器人玩家,小鹏已经站在了一条更远的起跑线——除关节、皮肤肌肉是机器人独有,机器人的感知、域控制器、AI软件,与汽车有70%的相似性,技术得以快速复用。

何小鹏近期在采访中也提到了他对于机器人市场的判断。相比于曲折前行的汽车赛道,何小鹏相信,机器人一旦越过技术和产品拐点,便会进入高速增长期。未来10-20年,机器人是一个20万亿美金的市场,是汽车市场的两倍。

“我没有想过,十年后我们会卖多少机器人,但肯定超过汽车”。

封面来源公开网络

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