總成本不到5000美元,，加州大學(xué)開(kāi)源3D打印人形機(jī)器人

導(dǎo)讀：人形機(jī)器人現(xiàn)在非�,；鸨�,，有不少人開(kāi)始躍躍欲試,，想購(gòu)入人形機(jī)器人,，但大多數(shù)現(xiàn)有的商用人形機(jī)器人仍然是高成本而且閉源的,。

2025年5月7日,，南極熊獲悉，加州大學(xué)伯克利分校機(jī)器人學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)室（Berkeley Robot Learning Lab）正式發(fā)布了一款名為Berkeley Humanoid Lite的開(kāi)源人形機(jī)器人,。這款機(jī)器人完全基于 3D 打印技術(shù)制造,，硬件設(shè)計(jì)、嵌入式代碼和訓(xùn)練框架全開(kāi)源,，將硬件總成本控制在 5,000 美元（約3.6萬(wàn)元）以下,。其核心突破在于通過(guò) 3D 打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜機(jī)械結(jié)構(gòu)的低成本制造，并結(jié)合 AI 算法,，為科研機(jī)構(gòu)和開(kāi)發(fā)者提供了一個(gè)可快速迭代的人形機(jī)器人研究平臺(tái),。

△開(kāi)源、可定制的雙足人形機(jī)器人平臺(tái)Berkeley Humanoid Lite

3D 打印重塑人形機(jī)器人制造范式

Berkeley Humanoid Lite 的核心創(chuàng)新在于全流程 3D 打印制造,，所有結(jié)構(gòu)組件都可以使用標(biāo)準(zhǔn)桌面打印機(jī)進(jìn)行 3D 打印,，所有電子和機(jī)械部件都可以從常見(jiàn)的在線(xiàn)供應(yīng)商處采購(gòu)。例如機(jī)身結(jié)構(gòu),、關(guān)節(jié)組件（如擺線(xiàn)齒輪箱）均通過(guò)桌面級(jí) 3D 打印機(jī)（如 Creality Ender 3）完成,，使用高強(qiáng)度 PLA等材料，在成本效益和足夠的機(jī)械堅(jiān)固性之間取得平衡,，減少對(duì)昂貴的專(zhuān)有致動(dòng)器的依賴(lài),。研究人員和業(yè)余愛(ài)好者無(wú)需專(zhuān)門(mén)的制造設(shè)施即可構(gòu)建和修改機(jī)器人,。

△執(zhí)行器的爆炸和橫截面圖，所有組件都是 3D 打印的或從在線(xiàn)市場(chǎng)采購(gòu)的

在硬件性能方面,，這款小型的機(jī)器人身高 80 厘米,，體重 16 公斤，配備 22 個(gè)自由度的關(guān)節(jié),，可實(shí)現(xiàn)行走、跳躍,、抓取等基礎(chǔ)動(dòng)作,。兩種尺寸的致動(dòng)器，每種尺寸都包含一個(gè) 3D 打印的擺線(xiàn)齒輪箱,，直接驅(qū)動(dòng)腿部和手臂中的關(guān)節(jié),。軀干采用鋁擠壓件制成，以支持安裝其他組件,，手機(jī)級(jí) IMU 位于軀干中心附近,。

AI 賦能：從仿真到現(xiàn)實(shí)的閉環(huán)優(yōu)化

Berkeley Humanoid Lite 的另一大亮點(diǎn)是AI 算法與硬件的深度協(xié)同。開(kāi)發(fā)團(tuán)隊(duì)通過(guò)強(qiáng)化學(xué)習(xí)（Reinforcement Learning）訓(xùn)練機(jī)器人動(dòng)態(tài)行走能力,，利用 NVIDIA A4500 GPU 實(shí)現(xiàn)每秒 9 萬(wàn)步的高效仿真,，大幅縮短算法迭代周期。在實(shí)際測(cè)試中,，機(jī)器人可在草地,、碎石路等復(fù)雜地形連續(xù)行走數(shù)百米，并在單腿跳躍后保持平衡,。

為解決 “仿真 - 現(xiàn)實(shí)差距” 問(wèn)題,，團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)化了硬件設(shè)計(jì)，去除彈簧,、阻尼器等復(fù)雜組件,，使物理模型更易模擬。同時(shí),，開(kāi)源的訓(xùn)練框架支持開(kāi)發(fā)者直接調(diào)用預(yù)訓(xùn)練策略,，快速實(shí)現(xiàn)從仿真到現(xiàn)實(shí)的遷移。例如,，研究人員通過(guò) VR 設(shè)備操控機(jī)器人完成擰魔方,、拆快遞等任務(wù)時(shí)，AI 算法可同步進(jìn)行模仿學(xué)習(xí),，將人類(lèi)操作經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為機(jī)器人自主行為,。

開(kāi)源生態(tài)：推動(dòng)人形機(jī)器人研究普惠化

Berkeley Humanoid Lite 的開(kāi)源特性徹底顛覆了傳統(tǒng)人形機(jī)器人的研發(fā)模式。其 GitHub 倉(cāng)庫(kù)提供了完整的 CAD 文件,、嵌入式代碼和訓(xùn)練資源,，包括：

硬件設(shè)計(jì)：擺線(xiàn)齒輪箱、關(guān)節(jié)模組等 3D 打印模型；
控制代碼：基于 ROS 的運(yùn)動(dòng)控制框架和強(qiáng)化學(xué)習(xí)訓(xùn)練腳本,；
數(shù)據(jù)集：包含數(shù)萬(wàn)次仿真和真實(shí)場(chǎng)景運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),。

這種開(kāi)放模式使高校、初創(chuàng)公司甚至個(gè)人開(kāi)發(fā)者能夠以極低門(mén)檻進(jìn)入人形機(jī)器人研究領(lǐng)域,。例如,，學(xué)生團(tuán)隊(duì)可利用平臺(tái)驗(yàn)證新型控制算法，而企業(yè)可快速開(kāi)發(fā)定制化服務(wù)機(jī)器人,。

△另一種成人大小的機(jī)器人配置,，具有 7 自由度的腿和靈巧的手

行業(yè)影響：從實(shí)驗(yàn)室到產(chǎn)業(yè)的臨界點(diǎn)

Berkeley Humanoid Lite 的發(fā)布引發(fā)了學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界的廣泛關(guān)注。其低成本,、高靈活性的特點(diǎn),，可能加速人形機(jī)器人在工業(yè)、醫(yī)療,、家庭服務(wù)等領(lǐng)域的落地,。

然而，這項(xiàng)工作的一個(gè)局限性是,，對(duì)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行期間 3D 打印結(jié)構(gòu)的熱效應(yīng)研究不足,，這可能會(huì)影響機(jī)械強(qiáng)度和整體系統(tǒng)可靠性。未來(lái)的迭代將包括更嚴(yán)格的熱測(cè)試和結(jié)構(gòu)改進(jìn),，以解決這些問(wèn)題,。除了這項(xiàng)工作中提出的機(jī)器人形態(tài)之外，還有更多潛在的新形態(tài)可以探索和公開(kāi)提供,。

△機(jī)器人可以執(zhí)行寫(xiě)字,、拆包裹、拾取,、轉(zhuǎn)魔方等動(dòng)作

未來(lái)展望

Berkeley Humanoid Lite 的出現(xiàn),，標(biāo)志著人形機(jī)器人從 “昂貴玩具” 向 “普惠工具” 的轉(zhuǎn)變。正如 2007 年 iPhone 重新定義智能手機(jī),，這款開(kāi)源機(jī)器人可能開(kāi)啟人形機(jī)器人的平民化時(shí)代,。隨著 3D 打印材料和 AI 算法的進(jìn)步，未來(lái)的人形機(jī)器人或?qū)⒕邆涓鼜?qiáng)的環(huán)境適應(yīng)性和任務(wù)泛化能力,，最終實(shí)現(xiàn) “像人類(lèi)一樣工作,、學(xué)習(xí)和協(xié)作” 的愿景。