蔡明仿生機(jī)器人咋做的揭秘幕后技術(shù)突破

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2026-02-17 09:57:40 新黃河

在馬年春晚小品《奶奶的最愛》中，機(jī)器人組團(tuán)登場。1996年春晚小品《機(jī)器人趣話》中的人形機(jī)器人家庭應(yīng)用場景，在30年后成為現(xiàn)實(shí)。

其中，“蔡明”仿生人形機(jī)器人以近乎真人般細(xì)膩的面部神態(tài)與流暢自如的動作表現(xiàn)，令全國觀眾為之驚艷，展示了國產(chǎn)人形機(jī)器人技術(shù)的新飛躍。從確定仿生人形機(jī)器人要登上春晚開始，僅經(jīng)過兩個多月，北京科技企業(yè)松延動力就完成了從全棧自主研發(fā)到迭代三版的全流程，在機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和算法優(yōu)化上攻克了眾多技術(shù)難關(guān)。

仿生人臉內(nèi)部放入了32個電機(jī)。仿生人臉和人形機(jī)器人構(gòu)件集成復(fù)雜度不同，人形機(jī)器人體積大、支撐性好，構(gòu)件組合受空間約束較小，可靈活調(diào)整外觀。但仿生人臉需要把所有結(jié)構(gòu)件、機(jī)械件、電子件都放進(jìn)空間很小的頭部，支撐動作，同時要解決構(gòu)件排列、散熱等問題，因此難度很高。

仿生人臉對結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的要求極高，只有足夠多的動效點(diǎn)才能支持豐富表情。松延動力打破了行業(yè)技術(shù)瓶頸，其核心突破集中在仿生人臉的底層技術(shù)架構(gòu)：不僅在鉑金硅膠中添加高分子材料，增強(qiáng)了仿生人臉的拉伸自然度與耐久性，還通過高緊湊型驅(qū)動設(shè)計(jì)，在一個空間有限的仿生人臉內(nèi)部放入了32個驅(qū)動動作的電機(jī)。其中，僅嘴部就有12個。為克服唇部適配發(fā)音困難的技術(shù)難題，松延動力選擇自研支持高幀率大電流的多路電機(jī)驅(qū)控板，讓表情控制頻率由10Hz提升至60Hz，大幅提升了唇型動作的靈活程度。此外，設(shè)計(jì)了3個自由度的頸部，使脖子動作可以與臉部的表情高度協(xié)同。

仿生人形機(jī)器人與雙足人形機(jī)器人的區(qū)別在于，雙足人形機(jī)器人一看就是“機(jī)器人”，充滿了機(jī)械感，人們對它的動作和行為要求較低。而仿生人形機(jī)器人高度擬人，人們下意識地以人類行為為評價基準(zhǔn)，這對技術(shù)提出了更高要求。為了在節(jié)目中呈現(xiàn)自然效果，比如進(jìn)行到劇情需要的點(diǎn)時，需要機(jī)器人做出反應(yīng)，不僅表情，脖子、肩膀的動作甚至眼神角度都要精準(zhǔn)調(diào)試。為此，科研人員重新設(shè)計(jì)頸部機(jī)械結(jié)構(gòu)，在提升運(yùn)動流暢性和平順度的同時，進(jìn)一步壓縮體積、降低空間占用，并減少物理干涉。

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