目睹了一場機器人驅動引發的爭論，我出來「闢謠」了！驅動系統辣么多，你要選哪種？

04-06

前幾日，不知為何，軟銀收購波士頓動力的文章卻引起了朋友圈關於液壓驅動和電機驅動哪個好的爭論，出於好奇，我也查了查，將結果分享給大家。

驅動系統大盤點

在對比之前，首先要說明的是，隨著科技的進步，我們早就過了那個非液壓即電機的年代。各式各樣的驅動技術讓人眼花繚亂。

氣壓驅動軟體機器人早已成為機器人界的新寵。因為外形結構可以以3D列印的形式獲得廉價、靈活，且易於配置。下圖這款機器人是哈佛一位研究生研製出來的，對於剛性機器人難以克服的不平坦底邊，軟體機器人可以說是如履平地。對於易碎物品的抓取，相信目前來講它的優勢也是其他機器人無法比擬的。

磁場驅動讓機器人無需動力源也可以移動靈活，下圖這款機器人是MIT專家研製的摺紙機器人，它內置磁鐵紙可以摺疊起來，並馬上在磁場的驅動下行走、游泳，並能搬運一定量的貨物。最神奇的是在不想用的時候可以把它扔到丙酮液內完全的降解。雖然這款機器人如今看似無用，這項技術的應用前景也是無可限量的。

超聲波驅動更是一項神奇的存在，英國布里斯托爾大學的研究助理開發出了下面這款手持的單面牽引光束設備。它可以隔空控制一個沒有材料限制的球體（這是磁場無法比擬的），這個設備造價低廉，科研人員可以用它低重力對生物的影響，也可以應用於醫學，提高超聲波治療技術。

記憶合金驅動就更厲害了，它是目前唯一可以媲美人類肌肉的物質。下面這款機器人美國麻省理工學院參與研發的Meshworm蠕蟲機器人便應用了形狀記憶合金彈簧。它通過模仿蚯蚓環肌纖維製造5個不同運動環節，當控制人員向5個分節依次發送收縮波，管子向前蠕動。更重要的是機器人的身體柔軟性允許它承受鎚子打擊而不受任何損害。

Asimo與Atlas哪個好?

Asimo和Atlas同為國際人形機器人的兩個巔峰。一個來自日本本田技研工業株式會，另一個來自美國（現在也隸屬於日本）的波士頓動力。兩個機器人的本質區別可能就在於Asimo的執行機構由電機和精密的減速器構成，而Atlas卻由液壓泵和液壓伺服閥掌控一切。

Asimo給人的感覺永遠是步步為營、小心翼翼，每一個動作都伴隨著精密的計算，這正符合日本一慣的科研做風。相比來說電機的控制簡單，且易於操作，它能列舉出來的優點包括：1、適用性較強，不受環境溫度影響；2、輸出轉矩範圍廣；3、控制方便，能自由地採用直流、交流、短波、脈衝等各種信號，適於放大、記憶、邏輯判斷和計算等工作；4、可實現超小型化，安裝方便；5、具有機械自鎖性，維護檢修方便。當然缺點也是有的：1、結構複雜，機械效率低，一般只有25%-60%；2、輸出轉速不能太低或太高；易受電源電壓、頻率變化的影響。

由於電機的這些特性，Asimo的每一個動作都通過電機控制器直接發號施令。小到一節手指上的三個串聯關節，到大到胯部膝蓋腳踝，都是電機控制器+電機+減速器，配合角度/電流檢測/扭力感測器做反饋。因為電機非常好控制，所以控制的編程也並不算複雜，所以Asimo貴在一個精。

比較起來，Atlas就更加複雜了。它運用的液壓系統看上去要粗獷且傳統，還會伴隨著漏油的情況。比Asimo大了好幾個號的Atlas更有中美國老大哥的風範。

一個完整的液壓系統由五個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件（附件）和液壓油。所以如果想要運用液壓就要綜合考慮各個方面。總結出來優點包括以下：1.液壓驅動能夠以較小的驅動器輸出較大的驅動力或力矩，即獲得較大的功率重量比；2.可以把驅動油缸直接做成關節的一部分，故結構簡單緊湊，剛性好；3.由於液體的不可壓縮性，定位精度比氣壓驅動高，並可實現任意位置的開停； 4.液壓驅動調速比較簡單和平穩，能在很大調整範圍內實現無級調速；5.液壓驅動潤滑性能好、壽命長，使用安全閥可簡單而有效的防止過載現象發生。缺點是：缺點：1.油液容易泄漏，不僅影響工作的穩定性與定位精度，而且會造成環境污染；2.因油液粘度隨溫度而變化，故其在高溫與低溫條件下很難應用;3.油液中容易混入氣泡、水分，降低系統的剛性，使速度特性及定位精度變差；4.需配備壓力源及複雜的管路系統，因此成本較高。

總結起來，驅動還是按需決定的，想要預期的效果就要犧牲一些東西。例如Atlas就想要勁大，那就與要去羨慕電機的好控制。如果你想要用機器人去抓雞蛋，目前來講做好的選擇是氣壓驅動的軟體機器人。