辽宁实验室的“黑科技”①｜哇！液压机器人！

人类正在迎接人形机器人与通用人工智能融合发展的热潮。人形机器人被认为是机器人发展的最高级形态，通过其可对比人类的岗位通用性和作业灵巧性，可对冲生育率走低导致的劳动力缺失，并拓展人在灾难救援、公共安全等领域的工作边界。

依托中国科学院沈阳自动化所建设的辽宁辽河实验室，针对辽宁培育机器人产业新增长点需求，组建了高运动能力人形机器人研究方向。

日前，记者来到辽宁辽河实验室，见到了正在研制组装中的液压人形机器人的“下半身”。人形机器人方向负责人刘玉旺研究员介绍说，这是花费一年多时间研制的液压驱动下肢双足样机，仅这个髋关节，就设计了7个自由度，只组装就要两三周。

在人形机器人现有的两种技术路线中，液压方案相比于电动方案具有更高的运动能力。辽河实验室在液压人形机器人方面进行了全面布局，攻克了人体下肢运动模拟技术、流体传动控制技术、多关节高度集成技术等关键技术，初步解决了限制高动态运动能力实现的关键卡点，研制了液压驱动下肢双足样机。

刘玉旺说，液压能量密度是电磁能量密度的20-30倍，在同等尺寸条件下，液压关节的爆发力远大于电动关节，液压人形机器人表现出的运动能力和承载能力具有明显优势，更有利于实现类人作业任务。

但液压机器人在研发上面临着几个挑战性难题，比如流体的可控性差、液压效率低、双足平衡性差等。“比如它的元器件，因为现在的液压元器件多是面向盾构机和挖掘机这样的大型机器，都非常大，像这种小巧的还很少，非常少，产业链是不健全的。”刘玉旺说，而且液压整个系统的效率是比较低的，它虽然能量密度非常高，但它的效率非常低，电磁的效率能达到90%多，但液压驱动的效率能达到40%就不错了，所以它会导致一个现象，就是机器人发热比较严重。再有就是双足的平衡性是比较差的，国外的最新技术能预测到50步，国内的能预测个十几步就不错了。由于是世界前沿技术，没有经验可借鉴，团队只能自己探索，自己设计、研发，再集成。“别看只有两条腿，纯机械的零部件就要二三百个，每一个都价值不菲。”

“就拿这一根轴来说，电动关节的一根轴可能就几千块钱，因为它是铝合金，稍微偏差个0.1毫米，对电机影响不大。但我们液压的话，你偏别说差0.1毫米，哪怕是偏个0.01毫米都不行，液体在高压下就可能泄漏出来。”刘玉旺说，刚开始整机器人关节的时候，大家都是穿着雨衣，戴着帽子进行调试，因为一不小心，那个油就会喷射出来。所以光这一个液压的轴，大概比电动关节的要贵10倍。

“双足是液压人形机器人最重要的部分，攻克了这个下肢双足，再按两个上臂，这一整个系统就出来了，当然，它很复杂，需要持续不断的科研攻关。”刘玉旺表示。