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2017-05-04

美研究人员展示鸵鸟形双足机器人,维持平衡的方式竟然是「奔跑」……

机器生而为人类服务,也正是为了更好的代替人类来尽可能的完成各种各样的复杂任务,理想的机器人设计往往是足式的,这样一来就方便其适应原本为人类生活习惯所设定的生活环境,如日本丰田的仿生机器人 Asimo,波士顿动力的 Atlas,以及深圳湾(公众号 ID:shenzhenware)报道的 CassieMARLODURUS 等。凭借类人的腿部设计,它们能够如人类般跨越障碍物、攀爬楼梯,但如何保持平衡则始终是这类机器人的一大技术难点。

近日,位于美国弗洛里达州的 IHMC( the Institute for Human and Machine Cognition)机器人研究实验室对外公布了他们正在研发的双足机器人测试视频。

与一般拟人步态的机器人不同,这只双足机器人的运动形态就如奔跑的鸵鸟,亦或者像保持骑行状态的人类双足。

另外值得注意的是,它保持平衡的机制在于它特有的驱动设计,包括电机和一个马达装置。而不是像其他双足机器人那样,搭载一个运算的电脑以保持平衡。据说,这种不断奔跑的运动形式,使得机器人能够始终保持平衡且不会前后倾斜。

「于这个机器人而言,所有的智慧结晶就在于它本身物理设计。」IHMC 的高级研究科学家、同时也是这个项目领队的 Jerry Pratt 说道。他曾带领团队完成各种高难度技术机器人的研发工作,其中就包括直立行走的双足机器人。

在其公布的视频中,团队在几种情景下做了测试,其中一个是实验员趴在车尾箱当中,在汽车开动时,让机器人在人工手提着其上半部分的情况下跟随着步伐进行奔跑;

另外一个就是,实验人员完全放开双手,将机器人置于跑步机上,但机器人身旁两边各有一块玻璃辅助,以保证机器人不会偏离跑道。

从这些试验中,我们都没能看到机器人不依靠任何辅助而自主行走的情形,想必这也是该团队需要努力的方向。

该项目组的其中一位研究人员表示,他们正在努力将机器人升级成新的一个版本,而新版本的机器人将在不依赖这两堵玻璃墙壁的情况下仍保持稳定行走。

在电机的驱动下,该机器人在马达的驱动作用下保持奔跑的状态,就如处在运行状态的自行车轮胎那样使得机身能够始终保持直立状态。据研究人员表示,该犬形大小的机器人的奔跑速度大概为 10 英里每小时,而如果做到人形般大小,其速度可上升到 20 或 30 英里每小时。在速度控制方面,主要由 RC 控制器实现。

研究人员表示,之所以选择做奔跑式的机器人,是基于稳定性这一考虑因素。他们首先选择了马达这一控制装置,在符合这一装置运行的步态动作中,尽可能考虑人类熟悉的运动方式——也就是奔跑,另一方面,这也有利于提高机器人的办事效率。

事实上,相比轮式机器人,足式机器人虽具有更灵活的跨越障碍能力,但即使能在平地上自由行走,也不代表它能应付所有的场景,比如有时还需要克服崎岖不平、布满泥土、碎石等的多种道路。跟所有足式机器人研究者一样,IHMC 这一项目团队也同样面临着这些困难和挑战。

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