如果說移動是上半場機器人生態(tài)拓展的基礎(chǔ)支撐，那么復(fù)合就是下半場機器人價值競爭的根本條件。

機器人應(yīng)用發(fā)展早期以點位移動為核心，追尋自主移動以實現(xiàn)搬運等簡單任務(wù)，但隨著傳感器、視覺、導(dǎo)航系統(tǒng)、定位系統(tǒng)等技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)到了追求更細節(jié)性場景化運用能力的階段。

很多研究者在機器人的實際應(yīng)用中也發(fā)現(xiàn)，面對工業(yè)農(nóng)業(yè)的不同場景和復(fù)雜動態(tài)環(huán)境，迫切需要解決例如動態(tài)位姿、誤差補償?shù)雀嗉毠?jié)性難題。

可以說，機器人的研究也已經(jīng)從廣泛硬件的基礎(chǔ)學(xué)習階段過渡到了聚焦細分場景進行專精研發(fā)的階段。

這一階段急需一個更具靈活性和通用性的最小系統(tǒng)單元，能讓場景深度研究和二次開發(fā)創(chuàng)新更為簡單。

松靈針對這部分機器人研發(fā)需求，繼此前發(fā)布的Autoware自動駕駛開源套件和強大的Ranger Mini底盤后，松靈機器人在本次ICRA2021上，重磅發(fā)布了最新的研究成果——自主導(dǎo)航復(fù)合機器人。

與松靈先前發(fā)布的任何一款全地形底盤不同，此次全新發(fā)布的這款履帶式自主導(dǎo)航復(fù)合機器人首次兼具了移動和執(zhí)行兩種屬性，并為用戶提供了一個更全方位的研究生態(tài)閉環(huán)新選擇。

▍細化研究的最小單元

先來看一張車輛平臺的整體架構(gòu)圖：

可以看到，這款一體化新品，主體由下半部分的移動性底盤和上半部分的執(zhí)行單元兩部分組成，下半部分是令人眼前一亮的履帶式底盤。

在這個機器人的上半部分執(zhí)行機構(gòu)，結(jié)合移動性能優(yōu)越的底盤，集成了Robosense的RS-LiDAR-16激光雷達、遨博AUBO-i5機械臂、大寰AG95關(guān)節(jié)自適應(yīng)電爪和英特爾實感深度攝像頭D435i，同時還有多個相應(yīng)計算單元，這種全面的產(chǎn)品體系，形成了一個最小的完整機器人系統(tǒng)單元。

具體看來，在避障模塊使用的RS-LiDAR-16激光雷達，能通過1個激光頭同時發(fā)射高頻率激光束對外界環(huán)境進行持續(xù)性的掃描，經(jīng)過高速數(shù)字信號處理技術(shù)和測距算法提供三維空間點云數(shù)據(jù)及物體反射率，可以讓機器看到周圍的世界，為整體定位、導(dǎo)航、避障等提供了有力的保障，相當于機器人的眼睛。

而在執(zhí)行機構(gòu)，采取AUBO-i5機械臂，AUBO-i5自重24kg，是一款可與人近距離配合作業(yè)的協(xié)作機器人，其末端最大負載為 5kg，臂展為 1008mm，可滿足工作范圍在 886.5mm 以內(nèi)的作業(yè)任務(wù)，相當于機器人的手臂。

在夾持單元上，采取的是大寰AG-95 電動夾爪，AG-95擁有兩個自適應(yīng)平行機械關(guān)節(jié)手指，每個關(guān)節(jié)手指由多個連桿機構(gòu)和一個彈簧組成，可以與一個物體進行多達5個接觸點的接觸，關(guān)節(jié)手指可以很好自動適應(yīng)它們所抓取的物體形狀，這部分相當于機器人的手指。

在機器人末端的視覺單元上，采取的是結(jié)合深度感應(yīng)功能和慣性測量單元（IMU）的英特爾實感深度攝像頭D435i ，慣性測量單元可提供額外的數(shù)據(jù)集合以完成出色掃描能力，主要應(yīng)用于機器人技術(shù)的操作系統(tǒng)（ROS）獲取機器人位置信息，從而幫助機器人實現(xiàn)精準作業(yè)，相當于機器人的小腦。

計算單元采用了 Intel core i5 -8500T，六核六線程 2.1GHz 主頻，最高可以支持 16GB 內(nèi)存，配置 512GB 固態(tài)硬盤，相當于機器人的大腦。

可以說，松靈本次發(fā)布的自主導(dǎo)航復(fù)合機器人，涵蓋了位置感知、定位、計算、決策、規(guī)劃、運動等多方面的軟硬件，具備非常強的全面性。

同時也可以看到，這些產(chǎn)品基本都是市場上較為成熟的產(chǎn)品，并且已經(jīng)有大量企業(yè)用戶正在使用，松靈工作人員表示，這樣做是由于考慮到研究與產(chǎn)業(yè)的融合性，目前松靈的整套自主導(dǎo)航復(fù)合機器人都是采用的市場產(chǎn)品，并通過ROS這一開源的架構(gòu)體系進行軟硬件整合以及深度開發(fā)，從而使得自主導(dǎo)航復(fù)合機器人的覆蓋面更廣，在未來從研發(fā)到產(chǎn)業(yè)也更能具備適應(yīng)性。研發(fā)更貼合產(chǎn)業(yè)發(fā)展，能讓研究人員更容易把握市場產(chǎn)品形態(tài)。

這種成熟性帶來的優(yōu)勢也非常明顯，秉持著開發(fā)教育的理念，和此前發(fā)起對于Autoware的適配類似，松靈的這套產(chǎn)品定制開發(fā)完成后，相關(guān)開源代碼也將隨之附送，Autoware讓許多研發(fā)者更加快速進入到無人駕駛的賽道，相信這款自主導(dǎo)航復(fù)合機器人也能讓更多研發(fā)者站在成熟的產(chǎn)品體系上，聚焦更細化的研究領(lǐng)域，結(jié)合產(chǎn)業(yè)共享更多的可能性。

▍超強底盤支撐

這款自主導(dǎo)航復(fù)合機器人除了完善的上半部分，在松靈這套系統(tǒng)中，也提供了不同的選擇，松靈目前展示了多個底盤方案，而展會現(xiàn)場展示的這款像小坦克的底盤配件，名為BUNKER，是目前松靈的一款具備高負載的履帶式底盤體系產(chǎn)品。

底盤這部分相當于機器人的腿腳，從外觀上來看，整體設(shè)計上，BUNKER采用一體前傾設(shè)計，設(shè)計風格則是明顯的硬朗工業(yè)風。據(jù)了解，BUNKER的底盤配備了2組650W的無刷伺服電機，采取左右獨立驅(qū)動，能提供極強動力及差速自轉(zhuǎn)能力，在懸掛上所采取克里蒂斯懸掛的同時，還左右獨立搭配了多組避震器，為其提供了更強的穩(wěn)定性，而裝備自重僅僅只有130KG。

極強的動力和懸掛特性，體現(xiàn)到BUNKER身上則是優(yōu)越的攀爬能力，極大的負載，以及避震性能。據(jù)了解，BUNKER履帶間距為105mm，但越障能力能達到170mm，機身高度僅為383mm，通過能力可見一斑，甚至能夠負載完成36°樓梯等高坡度的攀爬。

IP52（可升級54））的防護等級則讓BUNKER能夠勝任各種野外復(fù)雜環(huán)境，拓展更為廣泛的應(yīng)用場景，例如可用于包括巡檢勘探、救援排爆、特種拍攝、特種運輸等特種機器人的場景開發(fā)，也可以實現(xiàn)在田野或果園采摘蔬菜和水果，在礦場中執(zhí)行高難度危險系數(shù)較高的任務(wù)，可以說是一款全能型行業(yè)應(yīng)用的底盤。

在負載上，單獨BUNKER底盤的額定自旋載重為60KG，額定行進載重為80KG，為用戶預(yù)留除了較大的自主開發(fā)空間，而在通訊接口上，秉承松靈一貫的開放性，采取標準CAN/232串口，同時采用ROS這一開源機器人操作系統(tǒng)，讓開發(fā)更為簡單。目前通過搭配機械臂，底盤可實現(xiàn)各種環(huán)境下的協(xié)調(diào)合作，性能優(yōu)越，還可根據(jù)用戶需求更改抓取目標，使用范圍廣闊。

值得一提的是，上半部分的自主導(dǎo)航協(xié)作機器人目前可搭配松靈Scout2.0和Bunker兩款移動底盤，未來也會給了用戶更廣泛選擇。

▍拓展與未來

機器人的研究與技術(shù)創(chuàng)新從來不是一件易事，我國的機器人教育剛剛起步，大多數(shù)高校的機器人教育仍然處于軟硬件學(xué)習的初級階段，機器人深度研究，往往受限于集成成本與學(xué)習時間，研究與創(chuàng)新覆蓋面也還未深入產(chǎn)業(yè)。作為一個專業(yè)跨度大，細分領(lǐng)域廣泛的新行業(yè)，機器人研究者解決實際產(chǎn)業(yè)問題的能力稍顯不足，未來仍然需要大量差異化、細節(jié)化的鍛煉和培養(yǎng)。

松靈自主導(dǎo)航復(fù)合機器人這樣一個全面且閉環(huán)的最小系統(tǒng)研究單元，無疑更能節(jié)省研究人員時間，讓研究創(chuàng)新回歸教育教學(xué)本質(zhì)，讓研究能夠分工并細分出更多可能性。例如專業(yè)的機器人自主定位感知研究、專精的機械臂柔性抓取領(lǐng)域研究，甚至機器人對不同農(nóng)業(yè)產(chǎn)品的抓取姿態(tài)研究，這種領(lǐng)域的細分無論對于針對性研究還是產(chǎn)業(yè)對接，都會更加容易產(chǎn)生研究成效，也讓教育更能夠?qū)崿F(xiàn)人才的針對性方向拓展。