知行科技机器人业务新获一项合作

AI加持下，所有的工业设备都值得再做一遍

近日，知行科技的机器人业务新获一项合作，国内头部机器人公司委托开发背包式机器人全栈解决方案。

该项目将由知行科技旗下小工匠机器人（以下简称'小工匠'）作为主体落地推进，充分发挥小工匠在智能一体化关节、机器人硬件设计、运动控制方面的技术优势。专注机器人研发与商业化的艾摩星机器人则将作为兄弟公司，为该项目提供机器人感知规划所需的智能化能力。

小工匠机器人，全栈自研

小工匠背包式机器人原型机自重仅10千克，一个成年人即可背负。其由6个关节和多个臂构成，具备6个自由度，最大工作半径0.6米，最大负荷5公斤，载荷体重比:0.5(市场普遍载荷体重比:0.25)，并能够实现高精度的运动控制。

相较于过去基于既定程序运行的机器人，这款背包式机器人前端智能一体化关节内置传感器和感知决策模型，可通过视觉、激光测距等多种方式感知环境，并与人类协同理解任务意图。

通过底部强磁吸盘，这款背包式机器人可以被吸附在户外立柱、轮船舱顶、台架或地面等任意铁质位置，并基于前端不同夹爪执行不同任务。

过去，工业、物流、特种等施工作业场景常受限于困难环境和恶劣气候。未来，部署方便、泛化能力强，能与人类良好配合的机器人，则将有望减轻人类劳动强度、扩大作业场景边界、提升效率与作业品质。

这是小工匠创始人蒋剑所构想的机器人未来：在AI化蓝海中，所有工业设备都值得被重做一遍。

但他也表示，要实现这样的未来，需解决两个核心问题：第一，在通过AI构建聪明大脑的同时，如何用工程机械和运动控制学来铸造强健的“身体”；第二，则是一个智能产品如何平衡技术性能与成本，从而实现大批量的商业化落地。

蒋剑给出的解题方案是全栈自研。

从1961年，尤尼梅特（Unimate）机器人在通用汽车装配线上开始工作算起，机器人产业已发展了超60年，在工程机械和运动控制方面形成了深厚的技术积累。伺服系统开发、减速器和运动控制算法被称之为机器人行业三大核心部件，并被国际企业长期垄断。近十年，中国企业从细分领域国产化突破，并取得显著成果。

2018年才进入机器人行业的小工匠，基于创始人此前的技术积累，在六年间建立起伺服驱动开发、摆线（次摆线）齿轮拟合设计和专用无框伺服电机设计的机器人关键技术全栈自研能力。

蒋剑认为，机器人行业是高度场景化的产品，每个应用场景对机器人的性能和价格需求都高度差异化，需要严格适配、定制化开发。通过从关键技术到生产工艺的全栈自研，小工匠能够提供关节自定义，即根据客户应用场景所需的速度、精度、载荷，求解出最合适的关节构型和组合方案搭建出相应的机器人，并实现合理的价格。

“过去有人诟病我做全栈产品开发，模式不聚焦。但如果这个东西不能全栈做出来，就无法达到商业化要求的成本线，而且开发迭代也受供应商限制。”

以RV减速器为例，在达到±0.02毫米高精度的情况下，小工匠的RV减速器成本仅为同性能行业平均水平的50%。由此，这一过去受限于价格，只能用在“刀刃”上的高精度减速器可被用在更多场景当中，拓展机器人的工作种类和范围。

小工匠开发的另一款激光焊接机器人台架原型机便采用自研的RV减速器，其能够通过人类手势和语言提示理解焊接要求，CCD工业视觉模组，结合深度学习算法识别焊缝位置，支持编程设定激光功率随时间或距离变化，实现复杂焊接工艺，整体动态性能稳定，轨迹精度高。

正向开发，造能商业闭环的机器人

“平价才是商业化的王道”，在蒋剑看来，中国机器人“身体”产业有望重复“手枪钻的故事”。

早在十多年前，国内手枪钻普遍来自均价千元的国际品牌。但随着国产厂商正向开发、优化工艺，规模降本后200-300元的手枪钻在市场上完全实现国产替代。“机器人就是这样的十倍关系。现在很多项目从技术上高大上，但往往难以满足大规模商用的成本要求。我们可以通过正向开发大幅降本，让机器人能真正应用到生产、生活当中。”

以RV减速器为例。减速器决定着关节性能优劣，而关节则决定机器人的运动能力。RV减速器作为高性能减速器，具有精度高、寿命长、力量大、抗冲击能力强等优势，但受限于价格，只能被应用在作业空间充裕、单位产值高的场景。国际厂商的RV减速器主要用于机器人的基座、腰部、大臂和肩部等重负载关节，六轴机器人大多仅在根部采用两个RV减速器，上面使用3-4个相对便宜的谐波减速器。

高价是由于RV减速器独特的传动模式。

RV减速器采用摆线针轮减速，通过特殊的“等速机构”，将摆线轮的摆动运动转化为低速、大扭矩的旋转输出。相比行星、多级齿轮、谐波等传动方式，摆线针轮传动具有极高的多齿同时啮合特性（理论上50%的齿同时接触，谐波减速器则是30%），是RV减速器实现超高精度、高刚性、零背隙（极小背隙）的关键。

但高比例的多齿同时啮合依赖摆线齿形的微米级高精度磨削，过约束结构要求零误差配合的装配工艺，以及轴承抗冲击设计，机床和工艺设计都耗资不菲，也由此大幅推高了RV减速器的成本，以及整体关节成本。

小工匠已掌握摆线(次摆线)齿轮拟合线设计能力，通过正向开发RV减速器、行星减速器，将产品和生产工艺进行一体化设计，有效实现性能和成本之间的平衡。从结果来看，小工匠自研的RV减速器可达成±0.02毫米的高精度，重量仅500克，成本仅为同性能RV减速器行业平均水平的50%。

更轻，更便宜的RV减速器，让背包式机器人成为可能。一方面，一个仅一公斤重的轻量化关节，让RV减速器类关节摆脱了大自重、大体积的限制，布置更为方便，甚至可以便携；另一方面，高精度的RV减速器类关节，也能够满足各类对精度要求高的场景需求。

更重要的是成本。RV减速器外，小工匠还具备伺服驱动开发能力，在硬件上能够基于各种MCU开发紧凑、高效的驱动器；在软件上，小工匠基于自身的运动控制算法能力，已封装多个机器人原型机的底层功能，能够提供基于ROS2（Robot operation system2 机器人控制系统2）的机器控制接口，使各类上层应用模型算法直接控制机器人。

同时，小工匠能够自主设计专用伺服电机，在满足性能的同时优化空间结构，改善散热；对电机绕线、磁铁、矽钢冲片、外壳铝压铸等方面有着丰富的供应链管理经验。

从运动控制算法到伺服系统，从RV减速器、电机，到高度集成的关节设计，小工匠掌握了机器人身体骨骼、肌肉、神经网络全栈关键技术，使其能够从最细颗粒度考虑，正向开发满足各类应用场景实际需求的具身智能产品，并在性能和成本之间找到那条关键的平衡红线，为复制“手枪钻的故事”提供可能。

蒋 剑，用第一性原理制造机器人

“我是工艺派”。

如今，在具身智能产业第二轮爆发中，有从大模型等“思想”出发向下发展“身体”的软件派，也有从零件等“身体”出发向上发展“思想”的工艺派，蒋剑便是其中之一。

毕业于中科大精密机械及精密仪器专业的蒋剑少年成名，在“首届全国大学生机器人电视大赛（ROBOCON）”中，担任中科大一、二队方案总设计，分获冠亚军。

此后，蒋剑不再出现于公众媒体中，却默默带领团队创造了多个领域的“隐形冠军”：

他带领团队自主设计商用车耐高温无刷散热风扇，打破国外垄断，拿下柳工、三一重工等大客户，国内市占率第一；攻克氢燃料反应堆散热难题，使之成为国内氢燃料散热第一品牌，市占率45%以上。

他创立公司，先是通过工艺优化，为通信基站零部件隔离器/环形器的壳体加工提效数倍，获得客户高度认可，在此细分领域成为全球供货量最大的供应商；又攻克5G环形器项目智能制造的各种难关，攻坚关键原材料的研发，成为该类产品华为最大供应商。

深厚的基础科学学术背景，和15年以上的机加工一线设计经验，塑造了蒋剑以“第一性原理”出发的工程师思维：“原理你理解了，能把整个结构用数据公式表达出来，这个地方需要多少力、多少速度，就能把想要的做出来。”

蒋剑给出了一个加工刀具降本增效的案例。通信基站零件隔离器/环形器壳体的尺寸精度都在0.05mm以内，需要精密加工，钨钢铣刀则是重要的加工刀具。蒋剑前公司接到客户降本增效的需求后，通过精进刀路程序，刀损下降30%，且速度提升200%；改变传统加工工艺，使得固定资产投入只需要友商的1/3；优化结构设计，进一步增加了客户粘性，最终成为了该品类全球最大的供应商。

究其原因，蒋剑抛弃机加工产业倚重手感和经验的“老师傅模式”，从钨钢的物理特性出发，基于其线速度、受抗弯程度等所有相关数据进行全局受力分析，找到所有可能导致刀损的点位，通过降速或换位的方式降低其负荷，提升耐受性，最终集成出让每一个节点都发挥到极致且不会过载的工艺流程。

“把要素拆解出来，最后用数学的方法去解它”。在蒋剑看来，制造能够商业闭环的机器人，“仅”需要两步：

一是正向开发，从数学、物理的第一性原理出发去重新架构这个产品；

二是从工艺角度，将产品设计与制造工艺同步考虑，在设计每一个点或面时同步考虑加工设备、工序流程等工艺问题。

通过物理、数学等基础学科和制造工艺等工程实践的协同，构建出基于场景需求，功能、性能和成本平衡的复杂系统。

蒋剑和小工匠用实践证明，回归第一性原理进行正向开发，坚持全栈自研掌握核心关键技术，是破解机器人商业化难题的核心路径。前者确保了产品设计与制造工艺在物理和数学原理上的最优解，从根源上实现性能与成本的平衡；后者则打破了关键部件的外部依赖和成本瓶颈，赋予了产品定义的高度灵活性与成本竞争力。这两者相辅相成，为机器人打造出可行的商业闭环。让机器人像“手枪钻”一样普及，真正融入各行各业，正变得清晰而可期。