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“钢铁侠战衣”即将交付,年租金10万美元!赋予工人“超能量”可轻松举起小导弹

北极蚊子 2019-12-17 00:59

科幻迷们在《异形》中看到的瑞普利大战异形女王时所穿的机器人外衣,已被美国机器人公司 Sarcos 变成同款——Guardian XO穿着这个 “外骨骼机器人” 可能不会让你看起来像钢铁侠,但是它能让你轻松举起 90 公斤的重物,不会出汗。

图 | 瑞普利大战异形女王时所操作的“Caterpillar P-5000 Powered Work Loader”(来源:视频截图)

一年前, Sarcos 承诺会在今年年底交付可商用的外骨骼机器人。近日,他们宣布将兑现了承诺,在明年 1 月交付第一批 Guardian XO 给工业和军事客户,这是世界上第一台独立电池供电的外骨骼机器人。

外媒受邀参观了该公司在犹他州盐湖城的工厂,他们看到了这个机器人的真实全貌:

视频 | Guardian XO 原型动力外骨骼(来源:YouTube)

据介绍,这个全身盔甲一般的 Guardian XO 是一个几乎可以覆盖人从手到脚的外骨骼机器人,整个机器人共有 24 台电动机。

有了机器人的助力,一个普通人可以轻松拎起 90 公斤的重物,其中绝大多数重量都被机器人分担,而人类自己感受到的重量仅有 4.5 公斤。这意味着在可承受的重量限度内,机器人能分担 95% 的重量。

图 | Guardian XO 可以举起 125 磅(约 56.7 公斤)的小型模拟导弹,这项任务通常需要三个人。

用 24 个电机控制一个大型外骨骼绝非易事(Guardian XO 的峰值扭矩约为 450 牛顿米),用户可以访问操作人员控制面板,其大小与 iPhone 差不多。

由于外骨骼没有绑带束缚,在用户访问控制面板时,外骨骼很有可能因为重力和惯性掉落,砸到用户。Guardian XO 使用 125 个内置传感器支持外骨骼用户环境链接,因此用户不管是作业,还是突然暂停,操作都很安全而且顺滑。

Guardian XO 还有一个小亮点,在移动弹药箱、弹夹和模拟导弹的时候,实验者一边聊天,一边耸了耸肩。之后就像科幻电影里的情节一样,外骨骼也跟随人类的活动抬升了几厘米,整个过程在几秒钟内完成。人机同步性能惊人。

图 |Guardian XO 背面(来源:视频截图)

如此复杂且大件的“机器人”,穿戴和收纳会不会很成问题?

Sarcos 公司表示,新手上路时可以在几分钟内完成整个学习教程。虽然外形看起来无比复杂,但穿戴却非常简单,当工人佩戴完成之后,甚至只需要几秒钟的时间就能完成安装和机器的启动

将于明年 1 月交付的首批 Guardian XO 还将带有一个扩展坞,该扩展坞包括一个可自动调节的高度支柱,该支柱与外骨骼相连。它可以根据人类需求调节高度,让身高在 1.62 米到 1.82 米之间的使用者可以轻松穿脱。

收纳方面,机器人可以呈坐姿状,和扩展坞一起收缩成一个矩形,便于装箱和运输。

图 | Guardian XO 收纳(来源: exoskeletonreport)

无疑,人们很关心 Guardian XO 的安全性,机器人失控了怎么办?

外骨骼的每一个关节都受速度限制,一旦操作人员的演示超出安全阈值,关节就会自行锁定。根据设计,关节不能超出人类关节的活动范围,这意味着外骨骼不能以会伤害使用者的方式弯曲或扭曲。

如果系统由于任何原因断电,则电流会通过电动机分流,使电动机缓慢下降而不是突然下降。用户可以在 30 秒或更短的时间内离开 Guardian XO。

平衡方面,有人的参与控制会大大减少机器摔跤的可能性。万一绊倒或摔倒,外骨骼可自动抬起手臂,并在使用者周围形成防滚架。目前尚不知道从防滚架逃离出来的难易程度。

Sarcos 此前联合 Bechtel、BMW、Caterpillar、Delta Air Lines 等公司组成了外骨骼技术咨询小组 X-TAG,请安全专家对机器进行了评估。

图 | Sarcos 官网(来源:Sarcos)

资料显示, Sarcos 是一家总部位于美国犹他州的机器人技术开发公司,同时也从事微机电系统和相关技术的开发。1983 年,Sarcos 从美国犹他大学分离出来并成为独立公司。

2000 年以来,Sarcos 受美国国防部高级研究计划局资助,开始专注于开发面向军事和工业等用途的机器人。已经面向不同应用场景生产了各种各样的机器人设备。此前 Sarcos 曾帮助美国海军等官方机构开发了海底救援机器人,甚至还为电影和游乐园景点制造机器人道具。

Sarcos 曾与美国国防部高级研究计划局、NASA 等官方机构,以及麻省理工学院、卡耐基 · 梅隆大学等顶尖高校有着广泛的合作。且获得通用风投、微软公司、IDG 等机构的投资。 在过去的三十年里,Sarcos 公司还一直收到来自美国国防部高级研究计划局的资金支持。

作为公司最著名的机器人产品之一,这款外骨骼机器人的研究最早开始于 2000 年,而最先盯上这项技术的自然是军方。

在研究初期,该公司的工程师想尽各种办法,用各种不同的技术和器件尝试拼凑出一套“机器战衣”,欲打造出超级士兵。2010 年,该公司完成了一款原型机器,让穿戴者能够轻易将一块木板击穿,这也让这款机器人得名“钢铁侠套装”。

但在当时,机器人的供能问题一直未能得到解决,当时那款厚重的机器人需要时刻连接电线,通过外接电源实现供能,这给机器人的使用场景带来严重的限制。

图 | Sarcos 总部,距离盐湖城市中心 14 分钟路程,紧邻犹他大学(来源:exoskeletonreport)

2019 年初,Sarcos 终于亮相了内置电池版本的 Guardian XO ,这也就是最终商用版本的外骨骼机器人。

当然,经过近 20 年时间发展,这款机器人的目标使用场景已经发生了转变,从功能上也可看出,更加注重安全性和负重能力的 Guardian XO 已经不再适用于战场。

而在工厂、建筑工地、矿山等工作场景中, Guardian XO 则能更好发挥它的能力,通过提升工人的生产效率、减少安全风险,最终带来经济效益的提升。

Sarcos 董事长兼首席执行官 Ben Wolff 曾在介绍 Guardian XO 时候表示,外骨骼机器人能够最终实现商用,工程团队在电池管理方面的突破至关重要。Wolff 表示,在实验室里造出昂贵的机器人是一回事,而更好的电池管理,让他们最终能够实现在价格合理的情况下,造出具有实际工作能力的外骨骼机器人。

图 | Sarcos 公司 CEO Ben Wolff(来源:Sarcos)

据报道,演示的 Guardian XO 使用一对 12 磅 500 瓦时的电池组,外骨骼在正常使用状态下可以工作 2 个小时以上。在完全运行时,即负重 160 磅,并以每小时 3 英里的速度行走的话,耗电量是 500 瓦, Sarcos 预计明年 1 月正式交付时,耗电量将从 500 瓦降低到 425 瓦

Guardian XO电池组中的电池是可独立替换的,单独替换一个电池不影响另一个电池供电。

Sarcos 的 COO Chris Beaufait 说:“这确实是我们的关键创新之一,世界上没有多少机器人像我们这样高效。”

Wolff 说:“目前的 Guardian XOO 已经可以上下楼梯。未来更新的机器人将能够在充满挑战的地形,泥泞的地面,雨天或雪天中在户外行走。”

Guardian XO 的工作能力加上可控的成本,让机器人最终成为一款可行的商用产品

图 | 有整流罩的 Guardian XO 渲染图(来源:Sarcos)

如今,Guardian XO 共有两个型号可供选择,两个版本都配备了独立的可拆卸电池,且可以实现快速更换。

两种配置的差异则体现在力量上,基础款的 Guardian XO 可以反复提起 35 公斤的负重物;重型版本 Guardian XO max 则可帮助人类轻松举起 90 公斤的重物。

在 Sarcos 看来, 设计 Guardian XO 时没有针对特定的应用场景。而是希望外骨骼机器人能够帮助人们执行各种任务。

现在 Sarcos 已经准备好向客户交付 Guardian XO 机器人。Sarcos 将其形容为“机器人服务”,意味着公司将帮助客户解决所有安装、维护修理和升级工作。

一台 Guardian XO 的租金为每年 10 万美元,该公司将于明年 1 月向客户 (包括工业用户和美国军方) 交付第一批 alpha 装置。

Wolff 认为,Guardian XO 的使用成本相当于一个普通的员工,但这款机器人最多可将工人的生产效率提升 4-8 倍。企业客户通过投资 Guardian XO 可以节省大量成本,同时减少工人的受伤情况。“为这款机器人开一份工资吧。” Wolff 说道。

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