2023年8月18日，由北自所承办的“2023世界机器人大会-机器人标准化和关键技术论坛”成功举行。英国曼彻斯特大学终身教授、吉林大学唐敖庆讲座教授、仿生健康学科带头人、月泉仿生联合创始人任雷受邀参加并作论坛主旨报告。

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本次论坛立足《“十四五”机器人产业发展规划》、《“机器人+”应用行动实施方案》等国家重大战略，针对机器人产业发展重点方向，聚焦机器人标准化和关键技术、提升产业链供应链韧性开展深入研讨，助力机器人产业迈向高质量发展新阶段。

工业和信息化部装备工业一司司长王卫明、北京市经济和信息化局副局长苏国斌出席论坛并讲话，中国机械工业联合会秘书长宋晓刚、工业和信息化部人才交流中心战略发展委员会主任王希征出席会议，英国曼彻斯特大学终身教授、吉林大学唐敖庆讲座教授、仿生健康学科带头人、月泉仿生联合创始人任雷作论坛主旨报告，北自所董事长、党委书记王振林致欢迎辞，北自所副总经理黄雪主持论坛。机器人领域学术界和产业界200余名专家学者莅临参加论坛，近5000名观众线上直播实时收看。

任雷教授以《源自人体的启示：仿生拉压体机器人思考与实践》为题，进行了论坛主旨报告。

报告中，任雷教授回顾了仿人机器人的发展脉络，他指出目前的仿人机器人均存在运动能耗高、人机物理接触安全性差等问题。传统仿人机器人的运动能耗指标CoT（Cost of Transportation）高达人体的几十倍甚至上百倍。例如，波士顿动力的Atlas的CoT是人类的100倍，Honda的ASIMO的CoT是人体的32倍。目前，仿人机器人的续航能力均不足1小时，这使得机器人无法胜任长时间的工作任务。基于仿人机器人存在的典型问题，任雷教授从关节结构，动力系统和材料组成等三个角度剖析了目前仿人机器人与人体本身的区别。

关节结构方面：

机器人关节均被简化为机械式铰链接，往往同时承受拉压、剪切、弯曲和扭转等多类型载荷。

生物关节承受简单拉压载荷，硬组织主要受压，软组织主要受拉。

动力系统方面：

机器人动力系统的驱动和传动相对分离，动力传输效率不高。

生物骨骼肌通过软组织形态变化进行输出力和速度调节，人体的骨骼肌是集变速、传动、驱动于一体的柔性动力系统，更为简单、直接、经济、高效。

材料组成方面：

机器人部件多为刚性。

人体则以柔性材料为主。

源于人体的启示，任雷教授团队通过自研的骨骼肌肉在体精准测试分析技术系统揭示了人体骨骼肌肉系统的功能作用原理，并于2017年在国际上首创提出了仿生拉压体机器人理论与技术体系。任雷教授指出人体可视为是一种由具有空间拓扑结构特征的受拉软组织和受压硬组织构成的分层分级的一体化有机系统，是一种集驱动传动于一体的高柔性拉压有序结构。

基于“仿生拉压体机器人”理论与技术，团队展开了对人形机器人的研究工作，现已成功研发了世界首款重现人体三维自然行走步态的仿人行走机器人、可完成高度类人手部精巧操作的仿生灵巧手，以及迄今为止最接近人体的仿生机械臂。这种新型机器人具备仿生拉压体关节和仿骨骼肌驱动器，充分利用了人体骨骼肌肉系统的机械智能特性，使其在具备高度运动性和灵活性的情况下，同时兼顾运动经济性、运动稳定性以及环境适应性。

综上所述，仿生拉压体机器人技术能够克服传统关节驱动机器人的缺点，使机器人具备与人相似的运动特性，同时使机器人实现与环境的安全交互，并且其运动能耗指标CoT仅为人体的1-2倍，有望为仿人机器人提供全新的仿生解决方案。