肌腱换新记

　　——看量产电脑怎样突破妖物运动重要重要技术

　　静若处子，动若脱兔。六台人偶电脑站成一列，伴随着优雅的音乐节奏，十二只胳膊有模有样地舞起“千手观音”——在不久前举办的世界人工智能化会议上，这一场景惊艳了中外观众。

　　机器连续性、姿势生硬，类似于《变形金刚》中的“擎天柱”——提起人偶电脑，这可能是大多数人的**印象。如今，这种印象正随着模块化肌腱的应用而改变。

　　和人那样，决定电脑有效率度的是肌腱。由达闼电脑股份有限子公司(以下简称达闼子公司)自主研制成功的模块化肌腱，让电脑的姿势能像人那样收放自如。目前，世界上公开报道拥有这一重要技术的子公司不超过四家。

　　智能化模块化是重要

　　什么样的重要技术，能解决电脑“连续性有余、模块化不足”的问题？电脑同时实现妖物运动的重要是什么？

　　这些都是达闼子公司重要技术项目组苦苦探索求解的核心理念重要技术难题。

　　在达闼子公司的实验室里，科技日报本报记者见到卸去人偶外壳的电脑“骨架”——颈、肩、肘、腕、手、腰、膝、全向轮底盘等处，遍布34个智能化模块化肌腱。

　　让电脑像人，首先手要像。画家*难描摹的部位是手，人工智能化科学家*难模拟的也是手。因为手是肌腱*集中的部位，它的每一个姿势，都是一次复杂而精确的控制过程，由数个肌腱协同支撑完成。

　　尽管电脑研发历史已长达半个多世纪，但哪怕一个*简单的人类文明姿势——端起一杯水递给人然后松开，电脑依然显得缓慢而笨拙，无法完全效仿。

　　“有效率的肌腱、精巧的控制，是电脑同时实现妖物运动的重要。”2017年，达闼子公司创始人黄晓庆带领项目组开始研发服务电脑时发现，核心理念重要技术难题就是运动肌腱，“消化系统有206块骨头，已命名的肌腱就有78个，肌腱决定了电脑的有效率性，这些肌腱应是模块化的，它不同于工业机器臂的连续性。”

　　要让电脑同时实现有效率的模块化运动，须要感知、决策、执行等能力的综合提升，对电脑配备的机器硬体、电子硬体、嵌入式软件、上层软件、智能化演算法等都有更具体的要求。

　　“模块化肌腱是服务电脑的核心理念零部件，它必须是智能化的，即每一个肌腱都自带计算、通信和传感。”黄晓庆告诉本报记者。

　　彼时，国际上只有少数几家机构掌握智能化模块化肌腱重要技术，如波士顿动力和NASA，但重要技术不公开，没有经验可循。

　　摒弃式技术创新设计

　　研发过程中，观察消化系统运动成为必修课。

　　“上班途中的行人，办公区行走的同事，自己的胳膊与肩膀，所有人的一举一动，都成了研发项目组紧盯的对象。”达闼子公司电脑SCA事业部高级重要技术总监罗程对本报记者笑言，“大家当时都‘魔怔’了。”

　　通过观察，他们发现，腿部落地时，膝肌腱、踝肌腱等消化系统肌腱柔韧性(肌腱的活动范围)并非一成不变。为模拟生物肌腱这种特性，研发人员考虑在串联弹性驱动肌腱的基础上，增加气门耐用性机能。

　　气门耐用性的串联弹性驱动肌腱是一个摒弃式技术创新思路，不仅能同时实现模块化肌腱的机能，还能根据电脑的运动状态，在不改变肌腱劲度系数的同时，实时调整肌腱的连续性。

　　想法有了，怎样同时实现？

　　“*开始我们按照传统方法设计，但设计出来的构架总让人无法满意。”罗程说，研发过程中，黄晓庆常聊起研制智能化机的重要技术细节，比如晶片的内置、屏幕的升级等重要技术运算，“我们由此想到，肌腱的核心理念部件是不是也能这样运算优化，让其越来越超薄，透明度也越来越好。”

　　电脑研发，模块都是非常简单的，*重要在于底层构架怎样设计。“一瞬间有种柳暗花明的感觉。”罗程兴奋地说，“从敲定这个思路到做出**台样机，只用了三四个月。”

　　参照智能化机的设计理念，他们设计的模块化肌腱高度内置了传感器和嵌入演算法的晶片。在数个肌腱的协同下，电脑开始同时实现多样化、精确化的移动和工作。

　　2018年，达闼子公司对外宣布研发出“可与波士顿动力比肩的服务电脑零部件”——智能化模块化肌腱(SCA)，从机器结构、核心理念演算法、加工工艺等数个方面都同时实现了重要技术突破。SCA将原本独立的元器件内置在一起并缩小了表面积，就像将很多晶片内置到一块电路板上那样。

　　2019年，配备了SCA的服务电脑亮相世界移动通信会议。它已经能自如地握住瓶子递给用户，帮观众端咖啡，甚至还能“穿针引线”了。

　　核心理念部件自己造

　　让服务电脑像智能化机那样普及，做“人类文明的家庭保姆”，是达闼子公司的创业目标。核心理念零部件研制出来了，但产业发展化又遇到大难题：国内外都没有非常简单的、规模化的产业发展配套。比如，找不到高强度、高精度、轻质的电气。

　　SCA的内置，越小越困难，不仅须要更强的结构设计能力，还须要制作工艺更优的各种器件，让表面积更超薄的同时不牺牲功率。

　　“求人不如求己。”黄晓庆坚信，既然设计理念类似智能化机，那生产也能，“利用我国手机制造业的优势，肯定能培育出SCA的产业发展配套。”

　　“我们建立了一套完整的构架，研发出更适应服务电脑场景和要求的核心理念电气。”罗程介绍，采用高性能非晶磁性材料，能提供更加稳定的扭矩输出和更高的效率，同时使电气表面积进一步小型化、轻量化，*小能做到直径35毫米粗细。

　　2020年3月31日，达闼子公司智能化电脑产业发展基地在上海马桥人工智能化技术创新试验区打下**根桩。“现在已有超过100家电脑子公司、科研院所等单位，使用SCA研制出形态不一、机能不同的电脑。”达闼子公司联合创始人汪兵介绍，“未来基地年生产电脑肌腱可同时实现1000万台套。”

　　SCA的量产化制造，正在打破电脑“四大家族”(瑞士ABB、德国库卡、日本发那科、安川电气)的长期垄断。2022年世界人工智能化会议上，达闼子公司发布的新一代产品——配备60个肌腱的双足电脑，已经能相当自然流畅地行走和动手干活了。

　　如今，达闼子公司生产线上，一个个电脑几乎接管了人类文明全部工作——它们不是流水线某一环节的专用电脑，而是在多种工位上忙碌的人偶电脑。“电脑生产电脑”的产业发展变革，正在浮出地平线。

　　《中共中央 国务院关于促进民营经济发展壮大的意见》近日发布，这令达闼子公司备受鼓舞。“意见明确指出，鼓励民营企业根据国家战略须要和行业发展趋势，持续加大研发投入，开展重要核心理念重要技术攻关，”黄晓庆说，“站在新的起点上，包括达闼子公司在内的民营企业要胸怀‘国之大者’，在产业发展竞技场上向‘控球’者转变！”(科技日报本报记者 杨 雪 刘 艳)