隨著全球制造業(yè)從“規(guī)模經(jīng)濟(jì)”向“數(shù)字經(jīng)濟(jì)”加速轉(zhuǎn)型，傳統(tǒng)自動(dòng)化設(shè)備因難以適應(yīng)混線生產(chǎn)、非標(biāo)操作與突發(fā)工況的柔性制造需求，暴露出多品種切換成本高、復(fù)雜工藝依賴人工、系統(tǒng)響應(yīng)滯后等能力瓶頸。據(jù)麥肯錫《2025全球制造業(yè)趨勢(shì)報(bào)告》，混線生產(chǎn)、非標(biāo)操作、突發(fā)工況三大挑戰(zhàn)導(dǎo)致全球制造業(yè)年損失超4700億美元。
 

企業(yè)以“柔性化”、“智能化”為核心重構(gòu)自動(dòng)化生產(chǎn)體系，已成為應(yīng)對(duì)全球制造業(yè)轉(zhuǎn)型浪潮、突破傳統(tǒng)剛性生產(chǎn)桎梏的核心趨勢(shì)。而這款由阿童木機(jī)器人研發(fā)的 “天兵一號(hào)”人形機(jī)器人，作為天津首臺(tái)具備空間適應(yīng)性、任務(wù)泛化性、人機(jī)協(xié)作性的人形智能體，憑借仿生結(jié)構(gòu)、算法生態(tài)、并聯(lián)結(jié)構(gòu)應(yīng)用三大創(chuàng)新設(shè)計(jì)，為當(dāng)下人形機(jī)器人設(shè)計(jì)提出新的機(jī)構(gòu)創(chuàng)新。
 

"這是天津本土企業(yè)首次突破人形機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)壁壘，其設(shè)計(jì)理念直擊產(chǎn)線柔性化升級(jí)的痛點(diǎn)"，京津冀智能制造裝備產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟秘書長(zhǎng)張歡喜在發(fā)布會(huì)現(xiàn)場(chǎng)表示。

在設(shè)備演示中，“天兵一號(hào)”展現(xiàn)出與傳統(tǒng)設(shè)備截然不同的作業(yè)能力：當(dāng)模擬產(chǎn)線上的工件意外墜落時(shí)，人形機(jī)器人能快速完成"彎腰-抓取-復(fù)位"動(dòng)作，整個(gè)過程耗時(shí)幾秒。"傳統(tǒng)機(jī)械臂需要重新編程才能處理這類突發(fā)狀況，而人形結(jié)構(gòu)的天然優(yōu)勢(shì)在于空間適應(yīng)性。"阿童木工程師強(qiáng)調(diào)。
 

從技術(shù)文檔披露的關(guān)鍵指標(biāo)看，三大創(chuàng)新設(shè)計(jì)堪稱“工業(yè)級(jí)剛?cè)岵?jì)六邊形戰(zhàn)士”：
 

& 三十七自由度仿生設(shè)計(jì)：“天兵一號(hào)”的硬件設(shè)計(jì)充分遵循“類人工程學(xué)”原則，全身搭載37個(gè)自由度仿生架構(gòu)，覆蓋頸部6-DOF、腰部6-DOF、單臂6-DOF+靈巧手6-DOF、夾爪1-DOF及底盤6-DOF，超冗余自由度布局可充分覆蓋機(jī)器人全域運(yùn)動(dòng)。
 

結(jié)構(gòu)層面，頸部采用超輕量微型并聯(lián)機(jī)構(gòu)，自重<1kg，可在Ø110×30mm空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)±30°俯仰/偏轉(zhuǎn)，可搭載6kg負(fù)載的感知設(shè)備，如工業(yè)相機(jī)，陀螺儀；腰部則采用創(chuàng)新性過約束并聯(lián)機(jī)構(gòu)，由6組航天鋁合金支鏈構(gòu)成，最大負(fù)載200kg，具備極好的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和高負(fù)載能力。

在這種創(chuàng)新結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)下，“天兵一號(hào)”能夠像人類一樣出色完成軀干扭轉(zhuǎn)、傾側(cè)等復(fù)雜動(dòng)作，配合單臂6-DOF+靈巧手6-DOF的組合，可完成繞背插線、曲面貼合等復(fù)雜動(dòng)作。
 

值得關(guān)注的是，阿童木團(tuán)隊(duì)并未選擇時(shí)下熱門的雙足行走方案，而是采用輪式底盤+上肢仿生結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)邏輯。"工業(yè)場(chǎng)景需要的是穩(wěn)定性和效率，而非純粹的人類行走仿生。"阿童木工程師解釋稱，這種務(wù)實(shí)的技術(shù)路線或許將使其能快速落地。
 

& 感知-決策-執(zhí)行的閉環(huán)躍升：8顆Arm Cortex-A78AE核心組成“天兵一號(hào)”實(shí)時(shí)決策系統(tǒng)；NVIDIA圖形處理單元擁有 1792 個(gè) CUDA 核心，支持深度確定性策略梯度算法在線訓(xùn)練，使路徑規(guī)劃響應(yīng)時(shí)間極大壓縮。在此算力基座上，配備深度相機(jī)、激光雷達(dá)與12個(gè)觸覺傳感器構(gòu)建起三維感知網(wǎng)絡(luò)。
 

當(dāng)被問及這種閉環(huán)設(shè)計(jì)有什么樣的價(jià)值輸出時(shí)，“打個(gè)比方，在半導(dǎo)體封裝測(cè)試場(chǎng)景中，當(dāng)傳送帶上的晶圓盒偏移5cm時(shí)，機(jī)器人通過視覺-觸覺跨模態(tài)補(bǔ)償算法，在0.3秒內(nèi)動(dòng)態(tài)調(diào)整抓取軌跡，最終以零碰撞完成任務(wù)，”“天兵一號(hào)”研發(fā)工程師解釋。
 

& 從“機(jī)器邏輯”到“類人決策算法升維”：“天兵一號(hào)”搭載混合感知規(guī)劃系統(tǒng)（HPS），創(chuàng)新性融合快速探索隨機(jī)樹、模型預(yù)測(cè)控制、模仿學(xué)習(xí)框架算法模型，這種融合優(yōu)化使得機(jī)器人在工業(yè)實(shí)踐中能夠強(qiáng)化學(xué)習(xí)，動(dòng)態(tài)規(guī)劃路徑，提升自主作業(yè)效率。