采用智能柔性执行器SCA搭建而成的智能柔性服务机器人，全身共34个自由度，即34个关节。受访者供图

　　智能柔性执行器SCA，其具有高度集成、高精度、总线控制、柔性功能、低成本等特点。受访者供图

　　机器人会端茶倒水、导航引路、跳舞、答疑解惑……近日召开的2019世界机器人大会，让观众再次惊叹，越来越多更灵活、更智能的服务机器人正来到我们身边，人机共存的智能时代加速来临。

　　和人一样，决定机器人灵活度的是关节。此次机器人大会上，前沿驱动（北京）技术有限公司的INNFOS研发团队带来的历经数年自主研发的全系列智能柔性执行器SCA（Smart Compliant Actuator），以及基于该技术的两款产品吸引了极大关注。

　　智能柔性执行器一直是机器人，尤其是服务机器人研发生产的难点。SCA是如何攻克这一难题的，该技术究竟有何过人之处？

　　柔性关节制约我国服务机器人发展

　　智能柔性执行器，即柔性关节对机器人的重要性不言而喻。机器人的所有动作都离不开关节。

　　“业界根据人的肌肉和骨骼模拟出机器人关节的自由度，通常我们所说的多少个自由度就是多少个关节，比如工厂里机四轴机械臂，其中的一轴就是一个关节。”INNFOS联合创始人朱梓鸣解释道，对一台机器人来说，关节成本占硬件总成本的70%以上。

　　而且服务机器人与工业机器人对关节的要求又大为不同。

　　朱梓鸣介绍道，工业机器人要求长久稳定性，对灵活性和自适应性要求不高，“它们只需要按照规划好的路径运动就可以，不用有很多的变化。而服务机器人则不同，行走、运动等功能自然对关节的灵活性要求极高。所以工业机器人的关节大多是刚性执行器，而服务机器人则需要智能柔性执行器”。

　　此前最知名的人形机器人来自波士顿动力。早在2017年，该公司机器人的一段跳跃、旋转、后空翻的视频惊艳了整个机器人圈。大家纷纷感叹，这个机器人的关节也太灵活了。

　　但这并不意味着智能柔性关节已经不是问题。恰恰相反，“据我们了解，目前国际上大概只有三四家掌握智能柔性关节技术，其中波士顿动力的技术不公开，MASA同样也不公开对民用开放。”朱梓鸣说。

　　正因如此，截至目前，工业机器人大多采用体积大、刚性强的传统伺服系统，而服务机器人由于身形限制，无法使用传统伺服，只能勉强装备更多用于航模、玩具等开发的舵机。

　　“舵机故障率高、噪音大，不够智能，这也是为什么我们老感觉目前服务机器人总有些笨笨的感觉。”朱梓鸣说，缺少高性能柔性关节成为服务机器人发展的一大障碍。

　　“所以我们从头做起，花了7年时间，研发出了智能柔性执行器SCA。”朱梓鸣说。

　　技术秘诀在于核心动力系统集成

　　简单来说，出现在此次大会上的智能柔性执行器SCA，将传统工业伺服系统做到了舵机大小，并兼顾了两者优点。“将工业伺服系统应用于服务机器人，要解决的核心难题就是如何在不牺牲性能的情况下，将其缩小到适用于服务机器人的体积。”朱梓鸣说。

　　工业伺服系统包括电机、驱动器、减速器、编码器等核心元件，如何将这些原本独立的元器件集成到一起，就像将很多芯片集成到一块电路板上一样？答案是从底层做起，研发能各自匹配发挥出最大效率的电机、驱动器等。

　　“首先，我们选择了超薄外转子电机，这种电机可以做得很扁平，以前应用领域比较小，没有大规模生产，但我们通过研究发现它的扁平化特征很适合用来做集成的执行器。”朱梓鸣说。