全新动态升级!国内最像人的人形机器人来了,媲美特斯拉Optimus!

中国机器人网 2025-09-09 09:00
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前言:国产人形机器人领域迎来技术更新。


继成功完成全球首场人形机器人8小时续航直播后,开普勒K2“大黄蜂”再重磅突破


近日,“特斯拉平替”开普勒K2“大黄蜂”完成全新态升级发布国内首例混合架构抗扰动步态实录视频。



凭借“滚柱丝杠直线执行器混动架构”的技术突破,即滚柱丝杠直线执行器+旋转执行器相结合的串并联结构路线,K2“大黄蜂”不仅实现了类人的直膝步态,更标志着国产人形机器人在运动控制领域迈入国际前沿阵营。


视频中开普勒K2“大黄蜂”相较之前版本,确实更像人了许多,而且步态更加轻盈,速度也更快,在沥青、砖石、塑胶、草地等复杂地形挑战中,也能做到如履平地。面对工作人员的外部推搡干扰,机器人依旧可以保持稳健前行,充分展现了其强大的平衡能力与环境适应性。



此外,在开普勒刚刚发布的实训视频中,开普勒K2“大黄蜂”也已经可以通过分层模型VLA+语义识别,听懂自然语言指令,按照需求给大家分发物品,完成多种精细任务,其丝滑程度媲美特斯拉Optimus。


“行走+操作”的双重突破,网友纷纷表示被惊艳到,国产人形机器人,终于可以从容地走出实验室大门了!



01.

“形似”到“神似”

特斯拉同款技术路线破局


要知道,在人形机器人领域,”是行业长期以来追求的目标传统人形机器人多采用单一驱动方式,要么难以兼顾负载与灵活,要么步态僵硬、能效低下。开普勒K2“大黄蜂”此次步态升级的核心,在于混合架构仿人直膝步态行走及抗扰动。


这套架构中,直线执行器如同机器人的“腿部肌肉”,提供行走所需的核心动力;旋转电机则扮演“调节神经”的角色,实现动作微调和步态切换,让机器人能适应不同地形。


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在机器人学界,这技术一直被视为高难度关卡,需要研究人员构建复杂的运动学模型,精准控制每个关节的力矩输出。但突破之后,优势立竿见影:机器人步态自然度大幅提升,能效利用率显著优化,面对复杂环境的适应能力也更强。


如今,这一技术路径已得到行业巨头验证特斯拉Optimus、小鹏等国际前沿团队均采用类似方案以特斯拉为例,Optimus下肢则多采用线性驱动,利用无框力矩电机配合行星滚柱丝杠等,将旋转运动转化为直线运动,驱动腿部膝关节、踝关节等的伸屈和移动在保证机器人有足够力量支撑身体与完成任务的同时,实现了较好的运动灵活性足见该技术在行业内的前瞻性。


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4月,特斯拉在X上分享的最新视频中,Optimus的行走速度大幅提升,展现出其在步态速度优化上的显著成果。K2“大黄蜂”则在自创技术体系下,达到了与之相近的步态自然度,加之大脑部分进行了再升级,采用分层模型VLA+语义识别,K2“大黄蜂”已经可以进行深度推理与规划,基于扩散变换器(DiT)的动作模块快速生成动作指令实现毫秒级响应尤其在复杂地形适应性测试中,二者均能平稳跨越障碍物,展现出混动架构的强大优势。



02.

为何选择行星滚柱丝杠直线执行器

作为步态升级的核心?


作为全球首款商用行星滚柱丝杠人形机器人,开普勒K2“大黄蜂”这一选择与特斯拉Optimus的技术决策逻辑相通,皆因行星滚柱丝杠具有三大不可替代的优势。


首先,高能效与高精度行星滚柱丝杠通过滚动摩擦传递动力,能量转化效率高达81.3%,远优于传统传动部件,既能为步态切换提供持续动力,又能减少能耗机器人可实现充电1小时,连干8小时;同时,低摩擦设计大幅降低热变形与磨损,确保机器人长期运行下的定位精度,让每一步的落点误差控制在毫米级。


其次是超强承载与适应性更便于任务执行行星滚柱丝杠通过螺纹滚柱形成多接触线,受力面积远超滚珠丝杠,拥有极强的负载力,可实现双臂负载30公斤即便在携带重物行走时,也能保持步态稳定,且能适应高冲击、多粉尘的工业环境,无需频繁维护。


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最后运动平稳性螺纹滚柱的连续接触消除了传统传动中的冲击振动,让K2“大黄蜂”的步态更流畅,行走噪音也显著降低,更适合与人类协同作业的场景。特斯拉Optimus在人机协同场景中,凭借低噪音与平稳步态获得了广泛关注。在一些展示视频中,Optimus能够在不干扰周围环境的情况下,较为安静且平稳地移动K2“大黄蜂”在这一维度上同样表现出色,可在商场、医院等对噪音敏感的区域与人类安全共处。



03.

攻克技术难点

实现从仿真到现实的跨越


作为混动架构的人形机器人,技术难度体现在哪些方面?相比串联结构,串并联混合的复杂结构使其运动学与动力学模型都更为复杂,机器人的平衡控制难度、地形适应难度、步幅步频调节难度、动力分配难度、容错恢复难度都更高K2“大黄蜂”在实现混动架构步态时,就面临两大核心挑战:丝杠力学的复杂控制,以及“仿真到现实”(Sim-to-Real)的差距跨越。


在丝杠力学控制上,K2“大黄蜂”的串并联混合结构,比传统准直驱机器人的串联结构复杂得多。研发团队需要精准推衍丝杠与关节间的关联比如丝杠长度与关节角度、丝杠速度与关节角速度、丝杠出力与关节力矩的对应关系。上层控制器规划的关节参数,要转化为直线电机的执行指令;电机的实际运行数据,又要反馈给控制器调整策略,任何一环的误差都可能导致步态失衡。


开普勒团队深入研究丝杠力学,通过精细化建模与反复调试,最终实现了高负载、复杂动作下的精准控制让机器人每一个动作都更贴近人类自然行走逻辑真正做到更像人


Sim-to-Real的差距,则是人形机器人领域的共性难题。仿真环境中,地面接触力、关节摩擦等物理特性多为理想模型,传感器数据也无噪声干扰但在现实中,足部与地面的动态摩擦、IMU传感器的微小漂移、突发外力的扰动,都可能让仿真中稳定的步态“失灵”。


为解决这一问题,开普勒团队采用“强化学习+模仿学习”组合策略:一方面,利用GPU加速的物理仿真平台,让数千台虚拟机器人在不同地形、扰动场景中并行训练,积累海量步态数据;另一方面,基于海量的真机数据,打磨其专项技能例如学习人类行走轨迹,优化脚跟着地、脚尖离地的动作细节


通过双数据飞轮持续学习,开普勒K2“大黄蜂”也在不断提高对于新任务的学习效率执行任务的成功率,成为各领域操作“专家”。


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同时,团队还引入“奖励函数引导”机制,在训练中为机器人设置“目标”比如保持平衡、步幅均匀、抗扰动成功等,通过正向反馈不断优化步态控制策略。这一点与特斯拉Optimus的技术思路相通通过强化学习+仿真训练,将仿真到现实的动态适配误差缩小满足工业等实际场景对步态稳定性的核心需求。



04.

场景落地提速,
从技术突破到产业价值


此次动态升级,不仅是技术上的突破,更为K2“大黄蜂”的场景应用打开了新空间。在商业科研领域,它可成为科研教育的高效“助手”为机器人学、智能控制等专业提供实验平台,助力人才培养;也能化身展厅“讲解员”,通过仿人动作与语音互动,让科技展示更生动;还可承担数采训练任务,支持远程操作与多模态数据采集,为AI算法提供高质量训练数据。


工业场景中,其优势更突出:机器人双臂负载高达30公斤,能高效完成仓储物流的搬运、分拣任务;在生产线中,可与工人协同作业,提升柔性生产能力;即便在危险作业、高粉尘等特种场景,也能替代人工完成任务,兼顾安全与效率。


值得注意的是,开普勒K2“大黄蜂”是目前全球首款商业可售的特斯拉同款混动架构人形机器人,硬件自研率达80%以上,在核心性能上表现尤为突出续航能打,充电1小时可连续运行8小时;负载强劲,依靠滚柱丝杠提供动力,承载30kg重物毫不费劲;性价比更是亮眼,24.8万的量产基础版能让企业成本砍半、效率翻倍这使其在商业化落地方面具备领先优势


从实验室走向产业现场,K2“大黄蜂”的持续进化,正推动人形机器人从“技术展品“实用工具”转变从发布国内首例混合架构抗扰动步态实录视频,到一步步迈向“全能专家”,开普勒不仅展现了国产人形机器人的技术实力,更让“仿人机器人走进真实场景”的目标更近一步有望成为拉动人形机器人行业发展的重要力量。


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