Робот-паук в камере 300 мм и роевая работа: как далеко зашла индустриализация роботов
20 сентября в Чжэцзяне открылся первый смотр прикладных навыков интеллектуальных роботов: более 300 машин 50 с лишним типов от 60 с лишним компаний соревновались в спецработах, умной коммерции и бытовых сервисах. Статья разбирает, что показ говорит о зрелости всей цепочки воплощённого интеллекта — от микроконтроллеров и энкодеров до роевого управления.
С начала этого года соревнования в области робототехники проходят одно за другим — от конференции роботов в Пекине до профильных состязаний в разных регионах, — и робототехника ускоренно движется из лабораторий в реальные сценарии.
20 сентября открылся чжэцзянский этап ориентированного на практическое применение смотра «Умное состязание за будущее — Первый смотр прикладных навыков интеллектуальных роботов». В нём участвовали более 300 роботов более 50 типов от более 60 компаний, соревнуясь на трёх треках — специальные работы, умная коммерция и бытовые услуги. Смотр стал важным окном для наблюдения за переходом робототехнической индустрии от «выхода на сцену» к «выходу на работу».
Робот-паук пролезает в газовую камеру 300 мм для обследования, сальто назад на 720° с устойчивым приземлением
Главная особенность смотра — «сценарность»: все задания построены вокруг реальных производственных и бытовых сценариев.
Трек специальных работ сосредоточен на промышленных и аварийных сценариях с высоким риском и высокой точностью. Ханчжоуская энергоснабжающая компания Государственной электросети (国网杭州供电公司) показала для электросетевых объектов — подстанций, распределительных пунктов — человекоподобного робота для коммутационных операций, шестиногого паукообразного робота для внутреннего обследования и четырёхногого робота-собаку с манипулятором для инспекций.
По информации, шестиногий паукообразный робот для внутреннего обследования имеет высоту 84 мм и ширину 234 мм, разработан в марте 2025 года и 13 ноября того же года официально применён на подстанции. Оператор с ручным пультом может направить робота во вспомогательную шинную газовую камеру GIS с внутренним диаметром всего 300 мм, где он свободно ползает в узком замкнутом пространстве. С помощью камеры высокого разрешения и интеллектуального сенсорного модуля он на ходу ведёт запись и строит модель, передавая данные в реальном времени на платформу ИИ-анализа. Практический случай: на подстанции 220 кВ «Цайхун» в Ханчжоу полное внутреннее обследование 25-метрового трубопровода GIS заняло всего 30 минут.
В тематической колонне четырёхногий робот «Линмао» (灵猫) полностью собственной разработки компании Юйфань Чжинэн (宇泛智能) продемонстрировал непрерывное сальто назад на 720°, прыжок в высоту спиной на 1 м, прыжок в длину с места почти на 2 м. Он обладает избыточностью управления и ударостойкостью в предельных состояниях. Мгновенная взрывная мощность, коррекция позы в воздухе и амортизация при приземлении, подтверждённые двойным сальто назад, — ключевая техническая опора устойчивой ходьбы робота по неструктурированной местности: щебню, склонам, ступеням, скользкой поверхности.
«Шаньмао» (山猫) компании Юньшэньчу (云深处) продемонстрировал серию действий: взобрался на платформу тягача и спрыгнул с движущегося тягача, показав динамическое равновесие и управление движением.
В реальной эксплуатации «Шаньмао» уже способен подниматься по склонам 45° и преодолевать воду глубиной 40 см. Как известно, робот-собака Шаньмао M20 участвовал в инспекции дамбы Цзинцзян; робот-собака Цзюэин X30 (绝影X30) с модулем самоорганизующейся связи благодаря децентрализованной, многоскачковой, динамически формируемой сети может быстро развернуть полевую сеть в сложном рельефе Хох-Сила, усиливая связь в мобильных сценариях. По данным проспекта эмиссии, продажи четырёхногих и колёсно-ногих роботов Юньшэньчу в 2025 году составили 2908 единиц, выручка — около 322 млн юаней.
На треке умной коммерции компания Ханмо (航墨机器人) показала свой экзоскелет IRMO M1 с ИИ и визуальным восприятием. Исполнитель в IRMO M1 на параде колонн роботов выполнил паркур-сальто на 360° и танцевальный номер. Как известно, Ханмо Кэцзи (航墨科技) официально договорилась о промышленном проекте с Группой безопасности города Ляньюньган (连云港市安防集团): в перспективе решение внедрят в сфере охраны для решения проблем нагрузки на бойца и расхода сил в сложных сценариях — горных спасательных работах, полицейском патрулировании, инспекции ключевых объектов, — помогая сотрудникам первой линии повысить эффективность работы.
Кроме того, на площадке появилась группа из 15 роботов-регулировщиков «Ханцзин Чжисин» (杭警智行), выполнивших полный набор стандартных жестов регулирования движения: поднятие руки, поворот руки, указание, разрешение проезда. В повседневности они могут выполнять задачи по организации движения на перекрёстках и предупреждению нарушений со стороны немоторизованного транспорта. В реальных сценариях уже достигнуто покрытие всего Ханчжоу, нагрузка на полицейские силы на ключевых перекрёстках в часы пик снижена на 30–50%, обеспечена возможность стандартизированного масштабного развёртывания.
Роботы не всегда имеют привычную форму. В колонне беспилотной полицейской техники два шарообразных робота совместно провели ближнее реагирование на внезапную ситуацию: первый быстро сблизился и захватил цель, выстрелив сетью, точно накрыл «подозреваемого», второй ускорился и надёжно сбил цель — полный цикл действий занял чуть больше десяти секунд. Максимальная скорость 35 км/ч, роботы справляются со сложным рельефом — склонами, ступенями.
Помимо наземных и водных спасательных роботов, смотр показал и «воздушные силы»: средний транспортный беспилотник большой грузоподъёмности отряда патрульно-специальной полиции Управления общественной безопасности Ханчжоу выполнил облёт площадки с грузом; интеллектуальный беспилотник-перехватчик с сетью способен автономно отследить цель, приблизиться к ней и точно выстрелить сетью для захвата имитируемого «нелегально летающего» объекта.
Как одно практическое соревнование роботов проверяет зрелость всей цепочки воплощённого интеллекта?
Внедрение воплощённого интеллекта всё сильнее зависит от отработки и проверки в реальных сценариях; сценарий стал незаменимой базой его индустриализации.
Роботы-участники смотра охватили множество реальных производственных и бытовых сценариев — промышленную инспекцию, управление движением, охрану и реагирование на ЧС, спасение на воде, — а типы продуктов включали четырёхногих и человекоподобных роботов, экзоскелеты, беспилотники, шарообразных роботов и другие формы. Их работа в реальных сценариях напрямую проверяет технологическую зрелость и способность к внедрению каждого звена цепочки: производительность ключевых компонентов верхнего звена — чипов, микроконтроллеров, редукторов, двигателей, датчиков; алгоритмические возможности среднего слоя — управление движением, слияние данных восприятия, автономная навигация; а также базовый слой — модели воплощённого интеллекта и системы координации нескольких машин.
Например, в области четырёхногих роботов непрерывное сальто на 720° стало мерилом производительности: главная сложность в том, что одновременно проверяются прочность конструкции и взрывная мощность — оторваться от земли лишь предпосылка, а ключ в том, чтобы не «просесть» при приземлении и не терять качество при повторении. Такая предельная подвижность в реальных сценариях превращается в две ключевые ценности: ударостойкость конструкции и устойчивость позы за счёт управления движением. Чем экстремальнее действие, тем убедительнее оно доказывает надёжность базовой платформы.
Для «Линмао» компании Юйфань Чжинэн непрерывное сальто назад на 720° при весе класса 15 кг — комплексное испытание базового управления в реальном времени. Взрывной выброс мощности в момент отталкивания, покадровая коррекция позы в воздухе, быстрое перераспределение нагрузки на четыре ноги при приземлении — всё это требует, чтобы контроллеры суставов решали задачу и выдавали команды в замкнутом контуре за миллисекунды. В 12 суставных модулях с ИИ собственной разработки, установленных в «Линмао», верхний уровень ИИ решает, «куда идти и что делать», а превращают команды в точные механические движения микроконтроллеры, распределённые по каждому суставу.
Как стало известно, в «Линмао» установлены именно MCU GD32 компании Чжаои Чуансинь (兆易创新). MCU GD32 в робототехнике уже охватывают всю цепочку управления движением и восприятия; ключевые продукты — три серии: высокопроизводительный микроконтроллер для управления в реальном времени GD32H77R, высокоинтегрированный микроконтроллер для управления двигателями GD32F50M и GD32F503/505 для датчиков и энкодеров.
В том числе GD32H77R интегрирует контроллер ведомого устройства EtherCAT и два PHY Ethernet 100 Мбит/с, выполнен в корпусе BGA169 размером 9×9 мм и подходит для различных небольших суставов. Серия GD32F503/505 интегрирует несколько высокоскоростных АЦП на 3 млн выборок/с и богатый набор коммуникационных интерфейсов, отвечает за связь с основной платой, обработку данных IMU и слияние данных многих датчиков, обеспечивая вычислительную поддержку высокоточного восприятия, например шестиосевого измерения сил.
Среди китайских компаний Цзихай Баньдаоти (极海半导体) для управления и привода роботов выпустила промышленные универсальные MCU APM32F4/F1, микроконтроллеры с DSP для управления в реальном времени G32R501 и специализированный микроконтроллер для энкодеров G32R430. Из них G32R501 оснащён двухъядерной архитектурой Cortex-M52 с частотой до 250 МГц, обладает высокой помехоустойчивостью и способен решать проблемы больших нагрузок и ударов при высокодинамичной ходьбе роботов.
С точки зрения компонентов, в области энкодеров, влияющих на управление положением, динамическую регулировку скорости, восприятие силы и момента роботов, присутствуют зарубежные компании Heidenhain, ADI, Infineon и другие, а также Лэйсай Чжинэн (雷赛智能), Чжункэ Баньдаоти (中科半导体), Melexis, LEM, Сайчжо Дяньцзы (赛卓电子) и другие. В апреле этого года Чжункэ Баньдаоти выпустила первый в Китае чип GaN-магнитного энкодера серии CT21X для суставов человекоподобных роботов.
В суставных компонентах сальто предъявляет к экзоскелету крайне высокие требования: особенно при быстрой смене направления он не должен тянуть, а при амортизации приземления — жёстко сопротивляться. Здесь установленный в IRMO M1 интеллектуальный гибкий сустав Flexmo собственной разработки Ханмо благодаря высокоточному восприятию момента, податливому управлению и бионической конструкции с переменной жёсткостью позволяет суставу в реальном времени ощущать изменения усилий тела человека и динамически регулировать выходное воздействие на разных фазах движения. IRMO M1 также оснащён системой помощи движению: за счёт визуального восприятия и слияния данных многих источников реализовано распознавание в реальном времени сложного рельефа — уклонов, лестниц.
По мере усиления тенденции к роевой работе роботов растут и требования к стандартизированному масштабному развёртыванию. Типичный пример — рой водных спасательных роботов на смотре. После предупреждения от интеллектуальной системы мониторинга летающий спасательный круг точно доставляется к упавшему в воду человеку, полицейский беспилотный автомобиль прибывает вместе со спасательным дроном, одновременно к целевой зоне движется беспилотный катер — за несколько минут завершается полный замкнутый цикл «обнаружение — оценка — команда — спасение — обратная связь», наглядно показывая практическую эффективность взаимодействия разнотипных машин.
В промышленных сценариях, в отличие от традиционной отработки одиночных действий, современное обучение взаимодействию человека и робота требует построения полной системы обучения вокруг реальных нестандартных условий, чтобы решить болевые точки: недостаточную точность операций робота, слабую адаптацию к среде, разрыв во взаимодействии человека и машины. Нужны и обучение моделей и навыков самого робота, и обучение в замкнутом контуре взаимодействия с человеком, и имитационное обучение в реальных сценариях: например, через обучение по демонстрации с телеуправлением и другие формы подражания человеческому показу решать задачу «понять, как это делает человек», затем через мультимодальное распознавание намерений и динамическое прогнозирование намерений научить робота различать изменения намерений человека и, наконец, обучать в реальных сценариях.
При роевой работе также необходимо единообразно подключать данные к удалённой системе интеллектуальной инспекции, обеспечивая агрегацию данных и централизованное управление для многих типов машин и сценариев. Как известно, в Ханчжоу уже создана интеллектуальная платформа управления, позволяющая из командного центра осуществлять единое руководство и координацию нескольких рабочих точек, что значительно повысило эффективность инспекций и скорость реагирования на ЧС.
Итог
Этот смотр прикладных навыков интеллектуальных роботов показал состояние индустриализации робототехники в Китае и одновременно практическую проверку всей робототехнической цепочки. Можно ожидать, что робототехническая индустрия постепенно преодолевает этап «выхода на сцену» и уверенно движется к внедряемому и масштабируемому «выходу на работу».