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Punyo 介绍

大多数机器人的手臂是硬的,碰一下人就疼。丰田研究所的Punyo反其道而行之,把手臂变成了充满气的软垫子。这款软体人形机器人的上半身被一系列充气气泡覆盖,从肩膀到手腕,每条手臂上有13个独立可控的气泡,像人类肌肉覆盖在骨骼上一样,为手臂表层提供约5厘米厚的柔顺层。气泡通过导管与压力传感器相连,能实时检测外力变化。手臂末端没有传统夹爪,而是两个内部嵌有高分辨率触觉摄像头的乳胶气泡爪,表面印有点状图案,接触物体时内部摄像头通过捕捉图案形变来估计受力大小。这种设计让Punyo不需要手指就能抱住大物体,通过把物品搂到胸口或者甩到肩膀上来完成抓取。在这层柔软外壳下面,藏着两条精确的刚性机械臂、一个躯干框架和一个腰部执行器,软硬结合的设计既保证了柔顺性又保留了精准控制的能力。Punyo通过远程操作、扩散策略学习和示例引导的强化学习来掌握技能,已经学会了搬运杂货、移动家具、操作洗碗机和开门等家务任务。它采用轮式底盘移动,支持ROS2,专为居家养老场景中的全身操作研究而设计。目前它仍是丰田研究所的研究平台,不对外销售,但它的设计思路正在重新定义人形机器人的安全标准:不是让人小心避开机器人,而是让机器人柔软到不会伤害人。

Punyo 技术规格

核心硬件参数

参数类别具体规格说明
高度
160cm
整机高度尺寸,符合成年人平均身高范围,便于与人自然交互
宽度
60cm
整机宽度尺寸,紧凑设计可灵活通过标准门廊及狭窄通道
深度
50cm
整机长度/深度尺寸,兼顾操作空间与机身稳定性,提升作业灵活性
重量
47kg
整机重量,轻量化机身配合柔软外皮材质,降低人机碰撞伤害风险
运行速度
2.0km/h
移动速度,优化为人机安全交互设计,兼顾响应效率与跟随安全性

Punyo 应用场景

居家养老辅助:在老年人家中完成搬运杂货、操作洗碗机、开关门等日常家务,降低老年人生活负担。
全身操作研究:为机器人研究机构提供全身操作和人机交互实验平台,探索接触丰富的manipulation策略。
康复辅助训练:在康复中心协助患者进行日常物品搬运和空间移动训练,柔软结构确保患者安全。
智能家居测试:作为智能家居系统的物理交互终端,测试人机协作在家庭环境中的可行性和安全性。
机器人教学演示:在高校和研究机构中展示软体机器人技术和全身操作策略,用于教学和学术交流。

Punyo 优势

软硬混合结构:外层充气气泡提供柔顺性和触觉感知,内层刚性机械臂保证精准控制和力学支撑,兼具两者优势。
无夹爪全身抓取:乳胶气泡爪通过拥抱至躯干或肩扛方式抓取大型物体,无需独立手指即可操控杂货、家具等bulky items。
充气气泡触觉:每条手臂13个独立可控气泡,配合压力传感器,实现大范围表面的力感知和顺应性调节。
高分辨率触觉摄像:气泡爪内部摄像头捕捉表面点状图案形变,精确估计接触力,指导视觉运动控制策略。
安全人机交互:柔软外壳和充气结构大幅降低碰撞伤害风险,专为居家养老等需要密切人机接触的场景设计。
多策略学习系统:结合远程操作、扩散策略学习和示例引导强化学习,从人类演示中快速掌握复杂接触丰富任务。
轮式灵活移动:采用轮式底盘实现室内灵活移动,支撑上半身完成全身操作任务。
ROS2开放架构:支持ROS2,便于研究人员集成传感器、算法和第三方工具,加速技能开发。

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