2025年3月7日，由《机器人技术与应用》杂志社发起并联合中国机电一体化技术与应用协会主办的「2025具身智能机器人发展大会」在天津国家会展中心成功举办！数千人齐聚，聚焦具身智能机器人产业前沿话题，剖析产业风口，共同探寻产业融合与落地的方向。

在主旨报告环节中，北京工业大学教授石照耀围绕《灵动之枢：具身智能机器人关节技术的突破与应用》这一主题，展开了主题报告。

机器人作为新工业革命的核心装备，其技术演进深刻影响着智能制造、社会服务乃至国防安全等诸多领域。而作为连接机械本体与控制系统的关键部件，机器人关节的技术水平直接决定了整机的运动精度、响应速度与作业效能。

过去十年，工业机器人发展迅速，而未来十年，人形机器人将成为新的风口。推动这一趋势的三股力量包括：其一，市场需求呈现指数级增长，人形机器人、特种机器人等多元应用场景催动着技术革新；其二，国家政策持续赋能，将机器人技术列为战略发展方向；其三，技术迭代加速，尤其人工智能与机电耦合技术的突破，为关节性能提升开辟了全新维度。

机器人关节的历史演变主要由两方面决定：一是精密传动，二是控制系统。早期关节以组合式为主，将电机、减速器和传感器等部件简单集成；随着机器人性能需求的提升，逐渐发展为一体化关节设计。当前，人形机器人对关节的要求已超越传统工业机器人，其核心在于适应开放、不确定环境的动态性和精度要求。

1.缺乏理论指导：关节设计涉及多个物理系统（电控、电机、减速器、传感器等），它们之间相互作用复杂，缺乏一套完整的理论指导。

2.控制问题：人形机器人关节数量众多，依赖一个大脑进行集中控制会导致负担过重，需要实现关节的自适应和局部智能化。

3.动态精度与滞回问题：关节的动态性能和精度是关键指标，但传统精度要求降低，对滞回（回差）的要求提高。

4.补偿控制：机电耦合系统复杂，需要有效的补偿控制策略来提升关节性能。

核心创新：提出“动态精度”概念，将传统静态精度拓展为包含运动过程中误差实时补偿的综合性指标，建立电-机-传感耦合系统的误差传递模型。

实现路径：通过全链条误差提取算法，将信号传递、机械传动、传感反馈各环节的误差进行解耦分析，形成可量化的性能指标表达式，指导后续设计与控制优化。

2.广义传动误差的全链条管理

理论突破：建立包含冲击载荷、柔顺工况的广义传动误差评价体系，首次将动态工况下的误差分布特性纳入设计考量。

工程价值：通过传动误差曲线分析，实现“误差分拣”设计范式，在减速器设计阶段即可预测不同工况下的精度表现，使位置控制精度提升60%。

3.滞回特性的创新利用

范式转变：突破传统滞回控制仅关注损耗抑制的思维，提出通过构型优化、材料改性主动调控滞回曲线形状。

应用场景：在抗冲击关节设计中，利用滞回曲线能量耗散特性优化冲击吸收；在精密传动中，通过电控补偿滞回非线性，提升系统抗干扰能力。

4.能量驱动的闭环控制架构

技术突破：开发基于能量反馈的反驱主动控制方法，通过自研测试仪器实现关节性能参数的数字化建模。

实施路径：构建“性能催动-芯片集成-GPU控制”的硬件在环系统，形成“设计-测试-优化”的闭环迭代机制，显著提升动态响应速度和能效。

基于上述理论与技术突破，石照耀教授研究团队在机器人关节领域开展了多项具体工作：

研发多款高性能关节：成功研发了谐波减速器关节、行星减速器关节、复合行星减速器关节和双差减速器关节等多款高性能关节。这些关节在精度、动态性能和可靠性等方面均达到了国际先进水平，并已在多个领域得到了应用。

关节检测设备与技术提升：研发了世界上首台机器人关节检测设备，该设备不仅能进行性能测试，还能通过技术手段提升关节的精度和性能。

构建关节性能完整表征与评价体系：建立了全面的关节性能表征与评价体系，包括12项基础性能指标和34项拓展性能指标。该体系为关节的性能评估和优化提供了有力支持，有助于推动机器人关节技术的持续发展。

从产品到“关节云服务”：针对当前机器人关节行业面临的竞争激烈、利用率低等问题，研究团队提出了关节云服务的创新模式。通过将关节性能数据上传至云端，实现远程监控、性能评估和优化升级等服务，为关节用户提供更便捷、高效的支持。

机器人关节技术正从“机械部件”向“智能器官”演进。北京工业大学精密工程研究所将持续深化理论创新，推动产学研用深度融合，为人形机器人产业发展提供核心技术支撑。石照耀教授表示，未来系统性突破，必能打造出真正具备类人运动智能的“灵动之枢”。

(本文根据“2025具身智能机器人发展大会”会议速记稿整理而成)