總成本不到5000美元，加州大學(xué)開源3D打印人形機(jī)器人

導(dǎo)讀：人形機(jī)器人現(xiàn)在非�；鸨�，有不少人開始躍躍欲試，想購入人形機(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)練框架全開源，將硬件總成本控制在 5,000 美元（約3.6萬元）以下。其核心突破在于通過 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的在線供應(yīng)商處采購。例如機(jī)身結(jié)構(gòu)、關(guān)節(jié)組件（如擺線齒輪箱）均通過桌面級(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)昂貴的專有致動(dòng)器的依賴。研究人員和業(yè)余愛好者無需專門的制造設(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 打印的或從在線市場采購的

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。開發(fā)團(tuán)隊(duì)通過強(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 萬步的高效仿真，大幅縮短算法迭代周期。在實(shí)際測試中，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” 問題，團(tuán)隊(duì)簡化了硬件設(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)，開源的訓(xùn)練框架支持開發(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 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)，將人類操作經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化為機(jī)器人自主行為。

開源生態(tài)：推動(dòng)人形機(jī)器人研究普惠化

Berkeley Humanoid Lite 的開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 倉庫提供了完整的 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)萬次仿真和真實(shí)場景運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù)。

這種開放模式使高校、初創(chuàng)公司甚至個(gè)人開發(fā)者能夠以極低門檻進(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。未來的迭代將包括更嚴(yán)格的熱測試和結(jié)構(gòu)改進(jìn)，以解決這些問題。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)可以探索和公開提供。

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

未來展望

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)，這款開源機(jī)器人可能開啟人形機(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) “像人類一樣工作、學(xué)習(xí)和協(xié)作” 的愿景。