机械臂在各种场合中能够看到，但是为四足机器人特别制作的机械臂可能大家没有看过。曾经，在机器人圈开始过一场关于四足机器人与机械臂的讨论，Unitree科技公司宣布他们推出了完美适配机器人平台的机械臂产品Z1。

一段时间以来，关于四足机器人到底能做些什么的讨论，可谓是置顶机器人圈子的热门话题。如今在Unitree科技公司推出了他们的机械臂后，他们给出了答案。在Unitree科技 公司的视频直播中，机械臂安装在四足机器人的头部有了这条机械臂，机器狗可以更加自如地完成捡拾物体、开门关门、自动倒酒、紧固螺丝等动作。

硬件：双“臂+四足”如何实现？

在移动平台的选择上，研究团队选用了Boston Dynamics Spot，并在该平台上集成了两台PAPRAS。在将六自由度机械臂集成到四足机器人方面，研究团队使用了定制安装座连接到四足机器人，该安装座连接到位于四足机器人身体背侧前方的安装孔。该支架由一个用Onyx（一种带有短切碳纤维的复合尼龙基长丝）3D打印的核心部分和两个用喷水机切割的铝支架组成加固物，两个用PLA3D打印的插座用于连接手臂。

安装座和插座相对于矢状面和背侧平面成45度角，并且彼此之间成90度角。插座的位置也使得每个臂的工作空间中心彼此相距322毫米。每个3D打印插座都使用旋转锁定机构在插入后将臂保持在适当位置，每个插座底部的电连接器允许传输电力和数据。系统的工作空间能够涵盖四足机器人的整个背侧，系统的跨度略大于人类平均臂展。

设备上的三台主要计算机是英特尔NUC-10、Nvidia Jetson AGX Xavier和四足机器人的机载计算机。英特尔NUC-10是主要操作PC，将处理两个PAPRAS手臂和四足机器人之间的通信和任务。操作PC通过有线连接连接到四足机器人的车载计算机。操作PC通过USB连接到U2D2，这是ROBOTIS制造的转换器，允许使用RS-485协议进行通信。由于操作PC的处理能力有限且没有GPU，因此附加了Jetson作为感知管道。

在电源方面，研究团队没有采用四足机器人的板载电池提供，而是设计了单独的6sLiPo电池提供。电池通过定制的3D打印支架固定在身体下背部区域的铝制安装导轨上。定制的PCB用作电源转换器，允许24V直流输出为手臂供电，以及一个单独的输出，将电压降至19V为操作和感知PC供电。

夹具安装在PAPRAS的末端执行器框架上。PAPRAS的平行夹具可以轻松地替换为使用相同末端执行器框架的其他夹具。这为PAPRAS定制夹具系统带来兼容性的实现。平行夹具使用RS-485进行通信，并通过将PAPRAS电机与RS-485链接来提供电源。该型号使用24V，因此与PAPRAS手臂有很高的兼容性。平行夹具顶部配置了水平安装的英特尔RealSense D435作为手眼摄像头。该相机可用于执行各种感知任务。无源干扰夹具使用两个XM430-W350-RDynamixel电机，该电机使用12V并使用RS-485协议进行通信。因此，夹具需要一个24V至12V的直流降压转换器。该夹具顶部有一个垂直连接的RealSense D435。

夹爪使用自己的电池和通信协议。因此，控制箱内有两节3.4VLiPo电池和电源开关。该夹爪由制造商提供的移动应用程序通过蓝牙进行控制。夹具系统的安装部件采用微型碳纤维注入尼龙3D打印而成。夹爪连接至手腕处的夹具控制盒的安装块。

软件：3000行代码实现波士顿Spot

为了解开大家的波士顿情结，一个名为Petoi Bittle的迷你版波士顿动力狗应运而生，它只有 手掌般大小，还是组装式的，你甚至可以放进口袋里。看起来是不是很cute？它绝非看上去这么简单，大波士顿狗能做的事，它基本也能做到，还有很多模式可选，比如有时会调皮的像一只宠物狗。

可以看到，Bittle 用四条腿而不是轮子移动，步行给了它更多的自由度，可以行走在各种非结构化的地中。这种动态可操作性一般只见于波士顿Spot这样的豪华机器人，但是Bittle的创造者们想出了一个草根解决方案来简化这个系统。Bittle 由四个主要部件组成: 身体框架、执行器、电子设备、电池，然后软件来协调所有的硬件执行各种任务，整个系统简洁高效。

Bittle的一切活动由大脑NyBoard v 1驱动，这是一个定制的 Arduino 板子，带有丰富的传感器。该板可以驱动至少12个 PWM 伺服系统，并且有一个 IMU (惯性导航系统)用于平衡整个身体。此外，你还可以通过一个红外遥控器来触发基本动作，比如行走、坐下，或其他更详细的指令。

Bittle还自带了一个蓝牙模块，可用于无线上传下载代码，并通过个人电脑或智能手机应用程序控制它。除了蓝牙，还有一个支持无线通信的 WiFi 模块，当用Bittle学习平衡相关的运动规划时，就不用连一堆线了。你甚至可以利用远程大脑的计算能力，而不必拘泥于 Bittle 本身的负载限制。

整个Bittle由 OpenCat 的代码驱动，除去第三方库的话，大概只有3000行代码。如果看代码，你会发现它定义了执行四足运动的最小数据结构和算法。同样也提供了Python接口，可以方便地从其他设备给Bittle发送指令。你可以在不同的编码环境中对 Bittle 进行不同级别的编程，比如在 Arduino IDE 中使用 C，在终端中使用 Python。都不熟悉？没关系，还有拖拽式编程可用。

现实：走进个人和家庭还有多远？

在当下的应用探索中，机器人像人本体来帮助替代完成单一繁琐的操作，像小狗来完成特殊或高危环境中的任务，之外还替代宠物实现个人和家庭陪伴。过去几年，机器狗在工业农业等领域，安全巡检、勘测探索、特种操作等场景展示出巨大的应用潜力，波士顿动力前段时间发布的一则视频，便是四足机器人Spot和其头部安装配备的专用机械臂协作，帮助安大略电力公司OPG拆卸600伏高压断路器，不仅降低了可能造成操作人员伤亡的风险，还更加高效。

前段时间，小米机器人实验室发布第三款产品：仿生四足机器人cyber dog2（第二代铁蛋），并于9月在全国80个城市的小米之家巡游，还与宠物狗进行了同台互动。这也是小米继2021年推出定位C端人群，主打家庭陪伴的机器狗以来的首次更新。相比较2021年发布的铁蛋，是当时市场上首款万元以下（9999元）的机器狗，铁蛋2售价12999元，已上架小米商城，并开启购买申请渠道，购买时需填写详细信息，经过工作人员审核相关资质后才可购买。这也符合小米对铁蛋2的定位：是主要面对有技术功底的开发者、程序员，以及科技发烧友的开发平台，雷军也表示，暂不推荐普通玩家购买。这也说明，目前铁蛋2距离走进家庭和个人还有一定距离，视频演示里和家居生态的结合也还只是未来畅想。

今年来，随着大模型爆发，语音识别、自然语言理解、视觉认知、情感互动与仿生设计等也成为各家逐力的主要方向，面向C端的机器狗，最重要的则是智能交互表现，以小米为代表的玩家们正陆续交呈着自己的答卷。然而，目前机器狗距离真正走进千家万户还有很长距离。

近年来在机器狗的落地上，玩家们在tob和toc都有过历时不同的探索。尽管机器狗已经在安全巡检等方面已经有着较为成熟的应用，但对于all in的玩家来说，技术要求和成本控制更为苛刻的C端，似乎才是不遗余力追赶的高维场景。但从现有的工农业和个人家庭场景对机器狗的应用来看，机器狗的应用规模仍不成体量，一位机器人行业人士表示，“目前来看，和人形机器人相比，机器狗的应用场景非常有限。”和率先在B端尝试打入的多个领域相比，消费级机器狗的应用场景则更像是一个昂贵但新奇、独特的“玩具”，不够好用，吸睛而已。

国泰君安研报指出，CyberGear本质上是QDD关节模组，也就是准直驱关节模组，包含了力矩电机、减速器、驱动器等部件及外壳，同时在软件端也提供相应单关节模组的上位机调试软件(HMI)，并不是单纯的电机或者减速器，更便于机器设备直接接入使用。

小米手机部副总裁、机器人事业部总经理许多在接受媒体采访时表示，未来随着产业链的成熟，机器狗的价格有望降至5000元以下。如果价格降至这一水平，并且智能化程度有较大提升，机器狗可能会成为一种陪伴作用的高级玩具。但从目前各家的技术路线来看，玩具显然不能概括消费级机器狗的定位，除了陪玩，还要能实现一些特定任务操作，如此才可能真正进入大规模进入个人和家庭，毫无疑问，这一切都离不开技术和成本的双重提升。

文章来源： 机器人大讲堂，新智元，36氪