​赫灵自研康疗机器人专用「小脑」,打通机器人从决策到执行的关键链路

摘要

当行业普遍聚焦机器人「大脑」的理解与决策能力时,人形机器人要真正进入家庭,还面临一道更现实的考题:机器人的「身体」,能否在与人的真实交互中,稳定、协调、安全地完成任务。

当行业普遍聚焦机器人「大脑」的理解与决策能力时,人形机器人要真正进入家庭,还面临一道更现实的考题:机器人的「身体」,能否在与人的真实交互中,稳定、协调、安全地完成任务

这一要求在康疗场景中尤为突出。机器人需要近距离服务真实的人,一个转身、一次抬手,都要求机器人及时调整动作,同时还要避免碰撞和误伤。

基于这一需求,赫灵未来智慧科技(成都)有限公司(以下简称「赫灵」)自研面向人形机器人的高性能运动控制平台——「赫灵灵枢运动控制平台」,围绕实时控制、安全保护和故障追溯,构建家庭康疗机器人的底层运动控制能力。

                                                   赫灵双臂复合机器人(概念图)

一、为什么赫灵要自研机器人「小脑」底座?

运动控制平台连接上层算法与机器人本体,决定决策能否被及时、准确地转化为具体动作。对于高自由度人形机器人而言,一次动作背后往往涉及底层调度、多轴同步、算法运行与安全控制等多套机制协同,其性能直接影响机器人的响应速度、关节配合和力控精度。

随着机器人本体形态、自由度和服务场景不断拓展,运动控制也需要跟随产品和服务需求持续演进。

目前,市场通用控制平台能够满足部分基础运动控制需求,但在高频、高精度、高自由度控制场景下,仍可能存在资源冗余、系统封装程度高、控制周期难以自主掌握,以及扩展和深度调优受限等问题。

掌握运动控制平台,也意味着掌握机器人底层执行能力的主动权。

在赫灵的生态规划中,康疗机器人将走进家庭,承担起日常陪伴、生活服务等任务,同时作为「HOSPITAL TO HOME」健康服务链路中的重要执行载体,将医疗端形成的健康建议,进一步转化为家庭场景中的具体服务。

但家庭环境不是标准化空间,老人、患者在身体机能、行动能力、疾病阶段及照护强度等方面存在明显差异。不同人群、不同住所和不同任务,对机器人的本体形态、负载能力、运动范围与交互方式都会提出不同要求。

这意味着底层控制平台既要满足当前整机的实时控制需求,也要为后续不同形态、不同能力组合的产品保留适配空间。基于这一判断,赫灵选择向底层控制延伸,自主研发「赫灵灵枢运动控制平台」。

二、从实时控制到安全追溯,构建四重底层能力

围绕高自由度机器人控制与安全需求,灵枢从实时系统、硬件架构、多轴协同、故障追溯四个层面展开自主研发,形成覆盖机器人运动执行、安全保障与运行复盘的底层控制体系。

,全栈自研可持续复用的控制底座。

家庭康疗环境是非标准化场景,要解决不同老人、患者的身体状态、照护需求,适应不同的居住环境、空间限制,机器人的产品形态和能力配置也必然呈现差异化、多样化特点。

因此,灵枢从底层调度内核、实时总线主站到跨进程通信机制,均围绕机器人高频控制场景进行自主设计和优化。

平台底层时序与调度策略自主掌握,可按需裁剪、配置和持续调优,并支持二次开发及多机型适配。

相比高度封装的通用平台,灵枢能够针对不同形态和服务方式的康疗机器人,持续进行底层优化,为后续产品迭代保留更大的技术空间。

二,「主控+辅控」协同,兼顾性能与安全。

家庭康疗机器人需要长期在老人、患者身边执行任务,如果「负责行动」和「负责刹车」的能力完全依赖同一个系统,一旦主控出现异常,动作控制与安全保护两项能力,可能同时受到影响。

为降低这一风险,在硬件架构上,灵枢采用「主控+辅控」协同设计:主控制器承担核心运动控制、高速 IO 和算法调度,辅助控制器专注功能安全保护。算法算力与安全功能在硬件层面实现隔离,在保障实时控制性能的同时,为机器人建立相对独立的安全保护机制。

三,亚毫秒级控制,支撑高自由度多轴协同。

一个看似简单的取药动作,对机器人而言,涉及机械臂多个关节乃至整体姿态同步调整。机器人与人体距离越近,对不同关节之间的响应一致性和动作精度要求也越高。

经内核隔离、中断优化和资源裁剪,灵枢实时周期抖动稳定控制在 10 微秒以内,控制算法最小支持 250 微秒实时周期调用,可稳定挂载 64 个及以上伺服轴同步运行。

这些数据指向同一项核心能力:让高自由度机器人在统一、稳定的控制节拍下完成多关节协同,为精细力控、全身协调和复杂动作执行提供底层支撑。

四,「磐铭」控制级黑匣子,让异常可追溯、数据可沉淀。

对需要近距离服务人类的机器人来说,安全不仅意味着要在异常发生时及时停止,还要求问题出现后能还原过程、定位原因,并据此改进下一次执行。

依托对底层控制时序的自主掌握,赫灵创新性地将飞行器领域「黑匣子」设计思路,应用于构建机器人控制级故障回放能力——「磐铭」黑匣子系统。

不同于常规应用层日志,「磐铭」直接深入运动控制层,以控制周期级时间分辨率,滚动记录运控、安全和系统状态。

当故障、急停、碰撞或越限发生时,系统可自动冻结并封存事件前后的完整数据窗口,实现毫秒级故障回放与可信追溯。

由此,灵枢将机器人底层控制从「动作执行」进一步延伸至「安全保护」和「故障追溯」,为后续故障分析、系统优化沉淀运行数据。

三、真实康疗场景,考验机器人整套控制能力

技术能力最终要回到具体场景中。

在递药、送水等任务中,机器人面对的并不是一套固定动作。家庭空间大小、物品轻重,以及人与机器人的相对位置,都会改变动作执行条件;在康复训练中,患者的动作幅度、行动速度和身体状态可能随时变化。运控系统需要持续接收任务目标与状态反馈,实时修正动作速度、输出力度、运行轨迹和关节配合。

面对复杂、变化的环境,机器人要持续平稳、准确地完成任务,考验的是一整套底层控制能力能否持续协同:实时控制保证多个关节及时、稳定地响应,多轴协同保证动作连贯准确;「主控+辅控」架构提供独立安全保护;一旦发生碰撞、越限或急停,完整保留异常前后的控制数据,为后续故障定位和系统优化提供依据。

对于康疗机器人而言,真正的落地门槛也正在于此:不是完成单次预设动作,而是在持续变化的人与环境中,把每一次动作做稳、做准、做安全。

四、沉淀平台能力,赫灵打造康疗机器人统一底座

递药、送水、康复辅助等任务,只是家庭康疗场景中的一部分,但不同任务的底层,面对的是相似的问题:多关节如何稳定协同,近距离人机交互如何保障安全,异常发生后如何完整追溯。

这也是「赫灵灵枢运动控制平台」更重要的价值所在——它并非围绕某一项任务,或某一款机器人开发的一次性运动控制方案,而是将实时控制、安全保护和故障追溯沉淀为可复用的底层能力,为不同形态、不同能力的康疗机器人提供共用能力。

根据规划,赫灵灵枢运动控制平台将应用于 2027 年正式发布的赫灵康疗机器人产品中。随着机器人形态、自由度配置和服务任务不断拓展,这套平台也将持续迭代,为康疗机器人产品体系提供统一、可扩展的运动控制基础。

来源:互联网

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