人形机器人装修工人来了，未来还要参与造飞机和船舶 |CyberRobo

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2024-10-07 19:03发布于广东科技领域创作者

封面：Ameca和她的男伴Azi

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减少人重复性耗体力劳作，做高附加值的事情

正如你看到Figure 02、Apollo、Digit、WalkerS....一众人形机器人陆续进入工厂仓库作业，解放人类重复性工作的同时，试着弥补大量劳动力短缺的鸿沟，尤其是那些日渐老年化和少子化的国家。

比如日本，这些工作也同样正在被大量机器人替代，上到我们早些时候分享的西日本铁路公司，请了一个巨型人形机器人工人高空作业，避免悲剧发生，下到丰田研究所正在开发的可爱家用人形机器人Punyo，可以作为日后养老、护理和家庭伴助手，以及很早便用在零售、疗养等领域的Pepper人形机器人。

在建筑工业领域，AIST（日本产业技术综合研究所）则尝试构建一个人形机器人，让其替代工人，去做重复耗体力的干墙工作，另一方面解决用工短缺和高成本的问题。尽管这个人形机器人是6年前的一个原型机，放在今天依然是领先的。

认识HRP-5P：硅基建筑工人

这个人形机器人名为HRP-5P，是AIST在多年前与川田机器人等公司合作研发的人形机器人平台，其创建的目的如上，解决日本老年化和少子化导致建筑业和其他行业的劳动力短缺，以及解放人类重复性体力工作而去做高附加值的事情。

HRP-5P采用全电驱动，其身高1.82米，体重101公斤，全身共有37个自由度：颈部2个、腰部3个、手臂8个、腿部6个、腿部2个。嵌入了当时最先进的机器人智能，3D环境测量与物体识别、全身运动规划与控制、任务描述与执行管理以及高可靠的系统化技术。

值得一提的是，HRP-5P的关节活动范围比人类更广，特别是髋关节和腰部关节。比如人类弯曲和伸展腿部的髋关节的活动范围为 140°，HRP-5P 的活动范围为 202°。人类转动上半身的腰关节的活动范围为 80°，而HRP-5P 则为 300°。意味着HRP-5P能够以各种姿势工作，比如深蹲并扭曲上半身等，超越人类的动作极限，比如它可以做到现在很多双足人形机器人做不到事情——弯腿下蹲，保持平衡，手持工具完成任务操作。

以及作为一个建筑人形机器人，HRP-5P的手臂能搬运和举起约13公斤的物体，像退役的液压Atlas能做的，它也几乎能做。

干活中的HRP-5P，不比人类差

在AIST的演示中，HRP-5P化身建筑工人，完成一系列干墙的工作，从自主感知、识别导航，到搬运、举起和安装，然后拿起工具将石膏板或其它指定墙板安装墙内，具体来看

① 生成周围环境的3D地图，检测物体并接近工作台。

② 靠在工作台上，滑动其中一块堆叠的石膏板将其分开，然后将其抬起。

③ 在认清周围环境的同时，将石膏板搬到墙上。

④ 将石膏板放下，靠墙立放。

⑤ 使用高精度AR标记，识别并拾取工具。

⑥ 握住面板条以保持 HRP-5P 本身稳定，将石膏板拧入墙壁。

在这个过程中，HRP-5P使用头戴式传感器，其不断获取周围环境的 3D 测量结果。即使视野被工作中使用的物体遮挡，存储和更新的测量结果也可以在携带面板时执行行走计划，比如在脚打滑时也能修正行走。以及即使在低对比度背景或昏暗灯光下，机器人也能以 90% 或更高的高精度检测 10 种类型的 2D 物体区域。

除了建筑工地，HRP-5P可用在：飞机、船舶、工业生产、电力等

根据牛津大学 2013 年量化工作自动化可能性的研究，实际上“干墙安装工”这一极其具体的工作有 79% 的机会被机器人取代。建筑行业长期以来一直对将劳动力外包给机器人持谨慎态度，并且已经有相当多的（非人形）机器人可以执行砌砖、木工和瓷砖镶嵌等任务。

因此，AIST 除了设想将 HRP-5P 用于建筑工地，以应对日本的人口老龄化和劳动力短缺问题。该研究所的目标是在建筑物、房屋、飞机和船舶等大型结构的装配现场自主替代劳动力。

1. 飞机制造与维护

装配工作：在飞机制造过程中，HRP-5P 可以用于安装大型组件，如机身面板、引擎或内部座椅等。这类工作要求精密对接，且需要在狭小的空间内操作，而人形机器人能够模仿人类的灵活性完成这些任务。
维护与检修：飞机的定期维护通常需要高空作业或难以接触的区域（如机翼、发动机舱），HRP-5P 可被部署执行这些工作，包括更换零部件、检查系统损坏等，减少人类工人的高危工作。

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全文4459字，接下来是CyberRobo会员专项内容，我们将继续分享HRP-5P的应用场景、包括HRP-5P的发展史，以及为什么它的商业化困境，这可能是许多人形机器人厂商遇到的挑战。