Först måste roboten ta sig dit: varför fysisk åtkomst kan vara robotikens första flaskhals

En robot kan ha imponerande perceptionsförmåga och avancerad planering – men ändå misslyckas med det mest grundläggande kravet i en verklig installation: att ta sig fram till arbetsplatsen. Direct Drive Techs tes är att fysisk åtkomst, inte enbart intelligens, sätter en tidig gräns för embodied AI, alltså AI-system som uppfattar, beslutar och agerar genom en fysisk kropp.

Om roboten inte kan ta sig över en trottoarkant, en tröskel, en trasig asfaltssträcka, en sluttning eller en lerig yta kan den varken utföra uppgiften där eller samla in den interaktionsdata som behövs för att förbättra beteendet. 3437

Det betyder inte att mjukvara är oviktig. Embodied AI kräver en kombination av kropp, miljöinteraktion och intelligens, och kroppens begränsningar avgör hur långt systemet faktiskt kan arbeta. 19 Brist på verklig data, svag generalisering, omogen hårdvara, beräkningskrav och tillförlitlighet är samtidigt sammankopplade hinder för branschen. 41 Direct Drives särskilda poäng handlar framför allt om ordningsföljden: först måste roboten kunna ta sig in i fler miljöer, därefter kan intelligens och affärsområden breddas.

Den fysiska åtkomsten är den första spärren

Många mobila inomhusrobotar är byggda för relativt förutsägbara golv. Antagandena blir svårare att upprätthålla när rutten innehåller en hög tröskel, en trottoarkant, trappor, lös jord, skadad beläggning, en brant övergång eller en passage mellan inne och ute.

En robot som stannar vid dessa gränser kan fortfarande fungera bra i en strukturerad anläggning. Men den kan inte täcka hela uppgiften – och den kan inte samla in data från de miljöer där just dess rörlighet brister.

Direct Drive och relaterad rapportering beskriver detta som ett bärarproblem. Det som saknas är inte nödvändigtvis mer lagringsutrymme eller en större träningsbudget, utan en fysisk plattform som kan nå de svåra förhållandena. En robot som bara kan köra på plant golv kan inte samla in rörelsedata från trappor eller lera medan den står kvar på det plana golvet. Simulering och video kan bidra till förträning, men forskning om embodied intelligence pekar samtidigt på ett kvarstående gap mellan kontrollerade eller simulerade miljöer och dynamisk fysisk interaktion. 3445

Det leder till en annan syn på driftsättning. I stället för att bygga om miljön kring roboten med särskilda ramper, visuella markörer, avgränsade körfält eller andra anpassningar bör roboten kunna anpassa sig till vanliga mänskligt byggda miljöer.

Det är särskilt relevant för uppgifter som rör sig mellan trottoarer, byggnader, serviceområden och utomhusterräng – snarare än att stanna i en enda noggrant konstruerad zon.

Varför kombinera hjul och ben?

Debatten mellan hjul och ben framställs ofta som ett val mellan effektivitet och anpassningsförmåga. Direct Drives lösning är att kombinera båda i samma mobilitetssystem.

• Hjul passar för snabb och energieffektiv förflyttning på jämna golv och vägar, men begränsas av trappsteg, glipor och ojämna eller lösa underlag.
• Ben kan höja kroppen, ändra hållning och hantera avbrott i terrängen, men innebär vanligtvis större krav på styrning, energi och konstruktion vid vardaglig transport.
• Hjulben använder rullning som standardläge och reserverar ledstyrningen för att lyfta, kliva, stabilisera och justera kroppen när terrängen kräver det.

Nvidia beskriver TITA på ett liknande sätt: roboten kombinerar hjulförflyttningens snabbhet och smidighet med benens anpassningsförmåga genom direktdrivna leder och navmotorer. 1 Poängen är alltså inte att varje sträcka ska gås, utan att roboten ska kunna rulla effektivt tills miljön kräver en mer avancerad rörelsestrategi.

I praktiken kan det innebära att roboten rullar genom en korridor, använder ledmekaniken för att ta sig över en tröskel, ändrar kroppens position i en sluttning och sedan återgår till rullning utomhus. Målet är att minska antalet platser där ett uppdrag måste avbrytas eller en anläggning måste byggas om.

Vad direktdrivna ställdon tillför

Mobilitetskonceptet kräver att roboten snabbt och kontrollerat kan ändra kroppens position och kraft. Direktdrivna navmotorer överför drivningen direkt till hjulet, medan direktdrivna eller så kallade quasi-direct-drive-leder ger vridmoment för att ändra hållning och ta sig över hinder. TITA beskrivs uttryckligen som en robot med direktdrivna leder och navmotorer. 17

Mindre beroende av konventionella växellådor kan ge mer direkt momentstyrning och snabbare rörelsesvar. Det tar dock inte bort de tekniska avvägningarna: motorer, struktur, kylning och styrsystem måste fortfarande klara höga belastningar och upprepade stötar.

Direktdrift ersätter därför inte intelligens. Den utgör det fysiska lager som avgör om en planerad rörelse faktiskt kan utföras tillförlitligt på ojämn mark.

TITA visar hur de olika lagren integreras. Direct Drives specifikationer anger åtta frihetsgrader, ett maximalt vridmoment på 120 Nm, en rörlig nyttolast på 10 kilogram, batterier som kan bytas under drift, en Jetson Orin NX-processor med 16 GB minne samt en angiven AI-prestanda på 100 TOPS. Plattformen stöder också ROS 2 och bredare gränssnitt för utveckling av mjukvara och hårdvara. 91132

Sensorpaketet omfattar stereokameror, ultraljud och SPAD-sensorer, vilket ger roboten hårdvara för att upptäcka och reagera på hinder. 9 Den viktiga produktidén ligger inte i någon enskild specifikation, utan i kopplingen mellan avkänning, beslutsfattande och en kropp som kan ändra sin position när vägen inte längre är plan.

Från Xingtian till TITA och D1

Direct Drives produktlinje visar en utveckling från att demonstrera hjulbensrörlighet till att bygga mer konfigurerbara plattformar.

Xingtian: ett tidigt kommersiellt bevis

Företaget beskriver Xingtian som en tidig kommersiell tvåhjulsbensrobot med direktdrift. Senare företags- och branschmaterial framställer den som en kombination av hjulens hastighet och benens förmåga att ta sig över hinder, med ett öppet SDK för vidareutveckling. 21

Dess betydelse i produktberättelsen är att den etablerade grundidén: en kompakt hjulbenskropp kan nå terräng som skulle vara svår för ett konventionellt hjulchassi utan att roboten behöver gå överallt.

TITA: en plattform för utvecklare

TITA utvecklade konceptet till en hjulförsedd tvåbensplattform med åtta frihetsgrader. Den har ett mer avancerat ställdon- och sensorsystem, modulära monteringsskenor och gränssnitt för forskning och applikationsutveckling.

De publicerade specifikationerna anger stöd för ROS 2, batterier som kan bytas under drift, aktivt undvikande av hinder, en maximal hopphöjd på 20 centimeter och en topphastighet på 3 meter per sekund. Högre hastigheter kräver API-upplåsning. 91132

Plattformen positioneras för bland annat inspektion, leveranser, logistik, jordbruk och forskning. Det är företagets produkt- och användningspåståenden, inte ett bevis på att alla dessa tillämpningar redan är kommersiellt lösta. De visar däremot den avsedda riktningen: en mobilitetsbas som kan användas både i strukturerade anläggningar och på mindre förutsägbara utomhussträckor. 321

D1: när roboten ändrar form

D1, som i viss rapportering också kallas D-Infinite, driver idén längre än en fast hjulbenskropp. Plattformen kan användas som en stående enhet med två hjulben eller sättas samman till en lägre fyrhjulig krypande konfiguration. 26

De angivna specifikationerna gör anspråk på en maximal hinderhöjd på 70 centimeter och en nyttolast på upp till 100 kilogram i krypläge. En annan konfiguration anges klara 80 kilogram i stående läge. 24

Den modulära konstruktionen är tänkt att låta roboten byta mellan smidighet och stabilitet beroende på uppgiften. En stående konfiguration kan vara fördelaktig när roboten behöver en smalare profil eller bättre åtkomst runt trottoarer och trappor. En lägre, sammanfogad konfiguration kan ge en stabilare bas för tyngre last och ojämnare terräng.

Den underliggande idén är att generell förmåga kanske inte kommer från en enda perfekt kroppsform, utan från en plattform som kan ändra fysisk konfiguration när jobbet ändras.

Vad strategin visar – och inte visar

Direct Drives arkitektur hanterar en verklig begränsning: en robot som inte kan nå en miljö kan varken arbeta där eller samla in interaktionsdata där. Hjulbenslösningen erbjuder en plausibel kompromiss mellan rena hjuls effektivitet och rena bens terränganpassning, medan direktdrivna ställdon kopplar rörelseplaner till snabb fysisk kontroll. 143

Men fysisk åtkomst är den första spärren, inte hela flaskhalsen. Roboten behöver fortfarande tillförlitlig perception, manipulation, navigering, säkert beteende, energihantering, överkomligt underhåll och modeller som generaliserar mellan föränderliga förhållanden.

Offentliga analyser och branschbedömningar lyfter också fram bristen på högkvalitativ data från den fysiska världen, svårigheten att återanvända sådan data, gapet mellan laboratorier och verkliga miljöer samt hårdvarans tillförlitlighet i stor skala. 41

Även de kommersiella bevisen bör läsas med viss försiktighet. Direct Drives produktsidor och företagsmaterial beskriver funktioner, användningsområden och prestanda under angivna konfigurationer. Det är inte samma sak som oberoende bevis på generell autonomi eller storskalig användning. Oberoende rapportering om bolagets robotverksamhet har beskrivit kommersialiseringen som begränsad, trots tillväxt inom relaterade produktlinjer. 36

Den större lärdomen för embodied AI

Direct Drives föreslagna ordningsföljd är enkel:

1. Bygg en kropp som kan ta sig in i fler av de miljöer där arbetet faktiskt utförs.
2. Använd åtkomsten för att genomföra uppgifter och samla in rikare interaktionsdata från verkligheten.
3. Förbättra perception, styrning och generalisering genom upprepad användning.
4. Gå från specifika tillämpningar mot bredare affärsområden.

Därför handlar Direct Drives hjulbensrobotar om mer än ett alternativt chassi. De uttrycker en uppfattning om var embodied-AI-stacken bör börja.

Innan en robot kan bli verkligt generell måste den först ha den fysiska friheten att möta den värld som den förväntas förstå.