近日，人形機器人領(lǐng)域傳來新動態(tài)，有“特斯拉平替”之稱的開普勒機器人，對其核心產(chǎn)品開普勒K2大黃蜂進(jìn)行了全新動態(tài)升級，并放出了國內(nèi)首個"混合架構(gòu)抗擾動"步態(tài)實拍視頻。

視頻中，開普勒K2大黃蜂實現(xiàn)了與特斯拉同款的直膝步態(tài)，學(xué)會了像人類一樣"直著膝蓋走路"，并大膽挑戰(zhàn)了平整的瀝青路、凹凸不平的磚石路、柔軟的透水塑膠跑道，甚至還有河岸邊的草地等多種復(fù)雜地形。更為突出的是，在零樣本、無保護(hù)的全開放測試環(huán)境下，開普勒K2大黃蜂即便遭遇外部踢踹、推搡等干擾，也照樣能穩(wěn)住身體、繼續(xù)前進(jìn)，其平衡能力和環(huán)境適應(yīng)性讓人眼前一亮！

▍實現(xiàn)特斯拉同款直膝行走步態(tài)：國內(nèi)首個商業(yè)混動架構(gòu)人形機器人

采用滾柱絲杠直線執(zhí)行器+旋轉(zhuǎn)執(zhí)行器相結(jié)合的串并聯(lián)結(jié)構(gòu)路線的混動架構(gòu)人形機器人，能夠?qū)崿F(xiàn)直膝行走步態(tài)，其步態(tài)更貼近人類的自然運動形態(tài)，能效利用率顯著提升，任務(wù)執(zhí)行更為穩(wěn)定，且對復(fù)雜環(huán)境的適應(yīng)性也更強。目前，這一方案已獲得特斯拉Optimus、小鵬等國際前沿團隊的實踐驗證，正逐步成為行業(yè)發(fā)展的主流趨勢。

然而，盡管優(yōu)勢明顯，當(dāng)前市場上采用該方案的人形機器人卻并不多見，其主要原因在于該方案技術(shù)實現(xiàn)難度極大。

一般來說，實現(xiàn)直膝步態(tài)的人形機器人通常需依賴直線執(zhí)行器作為核心動力單元，承擔(dān)類似“腿部肌肉”的作用，提供行走所需的主要推力，再輔以旋轉(zhuǎn)電機實現(xiàn)動作微調(diào)和步態(tài)切換，以適應(yīng)不同地形環(huán)境。但這一技術(shù)路線對運動學(xué)建模精度和關(guān)節(jié)力矩控制提出了極高要求，在機器人學(xué)界被公認(rèn)為極具挑戰(zhàn)性。

一方面，復(fù)雜串并聯(lián)結(jié)構(gòu)大幅增加了運動學(xué)與動力學(xué)模型的構(gòu)建難度。上層控制器需將規(guī)劃的關(guān)節(jié)角度、角速度與力矩等參數(shù)，準(zhǔn)確轉(zhuǎn)換為直線電機的長度、速度與力指令，再交由電機執(zhí)行；同時，直線電機所采集的實際數(shù)據(jù)也需經(jīng)過二次轉(zhuǎn)換并反饋回控制器，以實現(xiàn)實時調(diào)整。另一方面，該方案也面臨“仿真-現(xiàn)實差距”（Sim-to-Real gap）的挑戰(zhàn)。仿真環(huán)境難以完全復(fù)現(xiàn)真實世界中的復(fù)雜物理特性，諸如關(guān)節(jié)摩擦、材料形變、地面接觸力分布等非線性因素，以及傳感器噪聲和信號延遲所帶來的控制偏差，均提高了力矩控制的難度，也增加了控制策略制定與實施的復(fù)雜性。因此，出于技術(shù)實現(xiàn)難度與開發(fā)成本的綜合考慮，目前市面上大多數(shù)人形機器人仍傾向于選擇結(jié)構(gòu)相對簡單、更易控制的準(zhǔn)直驅(qū)串聯(lián)架構(gòu)，而具備真正直膝步態(tài)的人形機器人仍屬少數(shù)。

盡管困難重重，但開普勒機器人仍堅持采用了滾柱絲杠直線執(zhí)行器混動架構(gòu)方案這一經(jīng)過驗證的效率與穩(wěn)定性兼顧的最優(yōu)解。開普勒K2大黃蜂，作為國內(nèi)首款商業(yè)可售混合動力架構(gòu)的人形機器人，對標(biāo)特斯拉Optimus，創(chuàng)新性地行星滾柱絲杠直線電機與旋轉(zhuǎn)電機結(jié)合，通過串并聯(lián)協(xié)同驅(qū)動，成功實現(xiàn)了類人的直膝步態(tài)。

針對上述技術(shù)挑戰(zhàn)，開普勒研發(fā)團隊深入研究了絲杠力學(xué)機制，確保各關(guān)節(jié)在高負(fù)載與復(fù)雜動作下仍能實現(xiàn)精確控制。通過將強化學(xué)習(xí)/模仿學(xué)習(xí)與直線電機的力矩控制策略相結(jié)合，開普勒機器人不僅在復(fù)雜環(huán)境下實現(xiàn)了靈活穩(wěn)定的步態(tài)切換，也達(dá)成了高度類人的直膝行走效果。這一進(jìn)展，既驗證了混動架構(gòu)在仿人機器人步態(tài)控制中的先進(jìn)性，也為其在工業(yè)與服務(wù)場景中的實際應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)。

得益于獨特的技術(shù)路線，開普勒K2大黃蜂展現(xiàn)出多重優(yōu)勢。在能效利用率方面，行星滾柱絲杠通過滾動摩擦傳遞動力，能量損耗較低，可高效地將伺服電機的旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)化為直線運動，其能量轉(zhuǎn)化效率可以達(dá)到81.3%左右，讓機器人實現(xiàn)了極低的電耗，充電1小時即可連續(xù)工作8小時。

在任務(wù)執(zhí)行方面，得益于開普勒自研的行星滾柱絲杠執(zhí)行器，行星滾柱絲杠通過螺紋滾柱作為滾動元件，在螺母與絲杠間形成眾多接觸線，大幅提升受力面積，擁有極強的負(fù)載力，可實現(xiàn)雙臂負(fù)載30公斤不費勁。在環(huán)境適應(yīng)性方面，螺紋滾柱的連續(xù)接觸消除了滾珠絲杠中可能出現(xiàn)的沖擊振動，運行更平穩(wěn)，降低噪音和機械磨損；同時，接觸應(yīng)力分散顯著降低元件疲勞風(fēng)險，壽命可達(dá)滾珠絲杠的數(shù)倍，尤其適合高強度工業(yè)環(huán)境。

▍分層模型VLA+語義識別，絲滑程度完美對標(biāo)特斯拉

除直膝行走步態(tài)相關(guān)技術(shù)突破外，開普勒K2大黃蜂在智能交互與任務(wù)執(zhí)行層面也實現(xiàn)升級。通過分層模型VLA+ 完成語義識別技術(shù)解析指令，開普勒K2大黃蜂已支持機器人聽懂自然語言指令，并按需求完成物品分發(fā)等各類任務(wù)。

在最新公開的訓(xùn)練展示視頻中，開普勒K2大黃蜂基于仿真數(shù)據(jù)與海量真機數(shù)據(jù)開展持續(xù)動態(tài)學(xué)習(xí)和訓(xùn)練，通過分層模型VLA+實現(xiàn)語義識別解析指令并執(zhí)行對應(yīng)動作，其指令響應(yīng)與動作執(zhí)行的絲滑程度可與特斯拉Optimus相媲美。

從技術(shù)應(yīng)用場景來看，開普勒機器人通過分層模型VLA+語義識別覆蓋了三類核心任務(wù)：在對話任務(wù)中，機器人能通過多模態(tài)指令理解技術(shù)準(zhǔn)確捕捉人類意圖，實現(xiàn)高效人機交互；在抓取任務(wù)里，系統(tǒng)會先完成指令理解與環(huán)境分析，再精準(zhǔn)執(zhí)行抓取動作；面對綜合指向性任務(wù)時，機器人則會結(jié)合多模態(tài)指令理解人類需求，同步構(gòu)建環(huán)境分析模型，將復(fù)雜指令拆解后分步執(zhí)行。

為確保技術(shù)能夠有效落地，開普勒K2大黃蜂采用“仿真數(shù)據(jù)訓(xùn)練+海量真機數(shù)據(jù)訓(xùn)練”的雙軌模式，進(jìn)行持續(xù)動態(tài)學(xué)習(xí)與訓(xùn)練。其中，仿真數(shù)據(jù)訓(xùn)練主要提升機器人對通用場景的感知與理解能力，同時強化其對語言指令的解讀效率；海量真機數(shù)據(jù)訓(xùn)練則讓機器人直接從人類行為中學(xué)習(xí)真實動作邏輯。通過這兩類數(shù)據(jù)進(jìn)行雙數(shù)據(jù)飛輪持續(xù)學(xué)習(xí)，開普勒K2大黃蜂對新任務(wù)的學(xué)習(xí)效率得以提升，任務(wù)執(zhí)行成功率持續(xù)提高，逐步具備在多領(lǐng)域擔(dān)任“操作專家”的能力。

此次技術(shù)升級不僅體現(xiàn)了開普勒機器人在智能控制方面的突破，也為開普勒K2大黃蜂在多個場景中的落地提供了技術(shù)支撐。在商業(yè)領(lǐng)域，開普勒K2大黃蜂可用于科研教育，與高校及研究機構(gòu)合作支持機器人學(xué)、自動控制等相關(guān)實驗與課程；也可應(yīng)用于展廳講解，通過人形動作與語音交互提升參觀體驗；同時，在數(shù)據(jù)采集與遠(yuǎn)程操作任務(wù)中，能夠為人工智能算法開發(fā)提供多模態(tài)數(shù)據(jù)與驗證環(huán)境；在工業(yè)場景中，其雙臂30公斤負(fù)載能力適用于物流搬運、分揀及配送等任務(wù)；在線協(xié)同作業(yè)中可提升生產(chǎn)自動化與柔性制造水平；此外，開普勒K2大黃蜂良好的適應(yīng)性與可靠性使其在危險環(huán)境作業(yè)等特種場景中，有望降低人力風(fēng)險、保障作業(yè)安全。

▍結(jié)語

隨著人形機器人技術(shù)的迅猛發(fā)展，其商業(yè)化應(yīng)用已成為行業(yè)關(guān)注的焦點。在國際舞臺上，特斯拉Optimus憑借先進(jìn)的技術(shù)架構(gòu)與強大的品牌影響力，始終備受矚目。而在國內(nèi)，開普勒機器人推出的開普勒K2大黃蜂，采取了與Optimus采取相同技術(shù)路線，并在技術(shù)性能上不斷逼近國際水平。憑借清晰的迭代路徑和差異化的市場定位，開普勒K2大黃蜂作為備受矚目的“中國方案”，正展現(xiàn)出強勁的發(fā)展勢頭與國際競爭潛力。

憑借超過80%的硬件自研率，以及與國內(nèi)頂尖智能制造商建立的深度合作關(guān)系，開普勒機器人在關(guān)節(jié)執(zhí)行器、運動控制模塊等核心部件上成功實現(xiàn)了自主開發(fā)，具備了快速優(yōu)化產(chǎn)品和控制成本的能力。盡管基礎(chǔ)版本定價僅為24.8萬元，但開普勒K2大黃蜂憑借高達(dá)30kg的負(fù)載能力，以及充電1小時，連干8小時持續(xù)運行的卓越性能，正逐步逼近國際領(lǐng)先水平。其高性價比顯著降低了企業(yè)引入人形機器人的初始投入門檻。

在當(dāng)前特斯拉Optimus等國際產(chǎn)品尚未全面進(jìn)入商業(yè)化階段的關(guān)鍵窗口期，開普勒機器人憑借可控成本推動技術(shù)迭代，并以明確場景需求驅(qū)動產(chǎn)品進(jìn)化，走出了一條務(wù)實的發(fā)展路徑。其產(chǎn)品以更貼近市場、響應(yīng)迅速和高性價比的特點，有望在工業(yè)、物流、服務(wù)等垂直領(lǐng)域逐步建立示范應(yīng)用，從而推動整個人形機器人行業(yè)從技術(shù)競爭邁向?qū)嵱弥髁x與規(guī)模普及的新階段。