人形机器人驱动控制关键技术研究现状与展望-电机驱动器、液压驱动器及其对应的控制算法

形机器人是机器人领域的研究热点，其类人结构展现出优异的人类环境适应性，能够实现复杂场景的 高效作业，可以在工业、服务、救援、医疗等场景中辅助或替代人工作业，是能够对产业发展产生颠覆性影响的技 术.然而，人形机器人高集成度系统设计和高动态性运动的需求，对驱动控制技术提出了全新的挑战.鉴于此，首 先结合具体案例分别介绍电机与液压两种驱动形式的人形机器人的发展历程，总结各自的特点；然后从驱动器和 驱动控制算法上梳理驱动技术的研究现状，着重介绍电机驱动器、液压驱动器及其对应的控制算法；接着阐述人形机器人主流的运动控制方法，详细介绍基于简化模型、基于稳定判据和基于学习策略的3种运动控制方法；最后从人形机器人的电机驱动高功率化、“骨骼血管” 一体化、电动静液作动器模块化等3个方面总结人形机器人 发展面临的挑战及发展展望.

人形机器人具有高度的拟人化特性，相较于其 他类型机器人，在人类环境中拥有更好的适应性、灵 活性和社会接受度。因此，在“密集、高强度作业” 行业，如工业、服务、救援、医疗等形成人工替代，是 能够对产业链发展产生颠覆性影响的技术2.近年 来，波士顿动力、特斯拉等国外企业相继推出了多款 人形机器人产品，我国人形机器人虽然起步稍晚，但 也同样有悟空、贡嘎、NAVIAI等产品。然而，人形机 器人发展仍处于起步阶段，面临成熟度低、功能性不足、生产成本高等挑战

驱动技术是人形机器人动作完成质量的关键。 按驱动方式，人形机器人可分为电机驱动和液压驱 动两类：电机驱动维护简单、响应快、成本低，适合 家庭服务、医疗手术等精细操作的场景；液压驱动具 备高力量输出、大能量密度和抗冲击性，在重载、抢 险、救灾等有高负载要求的领域有较大需求。

人形机器人的核心驱动系统包括 驱动器、动力源和驱动控制算法。驱动器控制机器人 姿态7；动力源直接影响机器人的持续作业能力；驱 动控制算法则优化驱动性能，实现灵活且智能的运 动控制”.在运动控制技术中，3种主要方法提供了 多样化解决方案：基于模型的运动控制通过精确建 模，实现稳定且精确的运动8；基于稳定性判据的控 制技术在复杂环境中保持稳定，适应性强；基于复杂 任务的自主适应与优化，提升智能化水平

本文综合国内外当前研究现状，对人形机器人 驱动控制技术进行简要回顾。首先介绍人形机器人 的两大类型并探讨它们各自的优势和应用场景；然 后深入分析人形机器人的核心驱动技术；接着详细 阐述3种主要的运动控制方法；最后展望人形机器 人未来的发展方向。