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本文作者: 晴天 | 2016-11-23 11:18 |
實現(xiàn)機器人的仿人類行走從來都不是一件簡單的事。眾多棘手之處之一就是,我們?nèi)祟愋凶邥r需要時刻調(diào)整姿勢以保身體平衡。顯而易見的是,我們在行走時需要保持腿部的左右轉(zhuǎn)換,這就意味著我們需要不斷側(cè)身,同時將身體傾向于前進的方向。但是大多數(shù)機器人還沒有學會這一點,而且有少數(shù)機器人會朝著非常復雜、難以管理的設(shè)計傾向發(fā)展,比如 DARPA 那種類人形的機器人。
現(xiàn)在,隸屬加利福尼亞大學洛杉磯分校的 Dennis Hong 機器人及機械實驗室( RoMeLa )提出了一項全新的機器人設(shè)計方案——讓機器人采取全新的雙足步行方式。通過擬人設(shè)計與類人化側(cè)身實驗,他們已經(jīng)能夠創(chuàng)造出穩(wěn)定又敏捷的機器人,不僅操作簡單而且價格便宜。
Hong 表示:“與完全模仿人類行走不同,我們提出的是一種簡單的解決方案:我們在這種全新的結(jié)構(gòu)配置中加入了‘機械智能’為機器人的速度、穩(wěn)定性與易用性提供幫助,使得“機器人移動”能夠在現(xiàn)實生活中實用有效。”
RoMeLa 是資深類人機器人研究團隊,我們知道的 DARwIn、CHARLI、SAFFiR 與 THOR 都出自他們之手。這些現(xiàn)有成果全部采用傳統(tǒng)人形設(shè)計,盡可能去模仿人類外觀與能力。
之所以這樣做是因為(有些人認為)人類已經(jīng)設(shè)計優(yōu)化好了自己的世界,所以機器人就得去做人類需要他們做的一切——他們需要學習人做的事情,也要學習該如何去做。雖然 DARPA 機器人挑戰(zhàn)賽中前三名中的兩個都是采用輪式結(jié)構(gòu),另一個則采用了四足行走方式,但這確實是 ATLAS 和 DARPA 挑戰(zhàn)賽背后所蘊藏理念的重要組成部分。
照片:RoMeLa
“人型機器人行走依然存在太慢、太不穩(wěn)定、太貴、太復雜,以及太危險等問題,”Hong 說,“類人機器人想要作為主流產(chǎn)品使用,還有很長的路要走?!笨紤]到這一點,如果你需要一個能夠在人類環(huán)境中完成人類工作——包括爬樓梯以及在凹凸不平的地面行走而不害怕跌倒的機器人,那么剩下的選擇就不多了。
Hong 和他的學生(包括 Sepehr Ghassemi、Jeffrey Yu 和 Joshua Hooks)在提出“側(cè)向行走機器人概念”之后,只需要兩個星期就可以完成設(shè)計 、建造與機器人測試工作。
NABiRoS 是“非擬人雙足機器人系統(tǒng)”的代表,他的非類人特性實際上能夠使它更好地適應一些棘手的人類環(huán)境。要特別一提的是,研究人員希望為 NABiRoS 加裝一個可旋轉(zhuǎn)的膝蓋來幫助他輕易爬上樓梯,或是攀爬海軍船上帶有高門檻的門廊(RoMeLa 的消防人形機器人 SAFFiR 在這方面就做的不夠好,不過在視頻中有演示)。這一研究成果于上周在墨西哥的人型機器人展上進行了展示。
看起來 NABiRoS 目前的最大問題在于他的配置——雖然直線移動方面做的相當不錯,但至今依然沒有找到好方法完成左右旋轉(zhuǎn)動作。
另外, Hong 還提到 RoMeLa 正在開發(fā)另一款名叫 ALPHRED 的機器人,這款機器人像是 NABiRoS 的表弟,除了四肢不同之外他可以采用“不同于 NABiRoS 的有趣的”行走方式。相信 Hong 在自己的研究有了新進展時,會更清楚自己應該怎么做。
via ieee
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