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【原创】鸵鸟机器人突破机器人腿部运动极限

机器人网       2017-05-02

一只小型鸵鸟机器人不停迈动着双腿,像是在追逐一辆汽车,事实上,这滑稽的一幕是机器人研究领域的一个重大突破。

这只巧妙而简单的双腿机器人被称为椭圆轨道奔跑者。为了用机械设计实现复杂的腿部运动,位于美国佛罗里达州奥卡拉市的人类和机器认知研究所制造了这只可爱的鸵鸟机器人。通过研究人员发布的视频可以发现,鸵鸟机器人已经通过了多项测试,包括在跑步机上跑动、在研究人员的帮助下和汽车“赛跑”。

不同于其他有足机器人,鸵鸟机器人不需要依靠计算机和传感器来控制平衡。相反地,它自身的机械设计在它运动时动态提供了稳定性保障。IHMC的高级研究科学家Jerry Pratt说:“所有的智慧都凝聚在它的机械构造中。”他同时也是该机器人开发团队的核心人员。

这项设计前景广阔。Pratt表示:“我们相信这项技术能在将来变得更加实用,比如它能使机器人运动起来更加高效、自然。在一些万向轮难以通过的区域,一台会“奔跑”的机器人能帮你快速解决燃眉之急。”

此前,Pratt曾率领团队参加过DARPA机器人挑战赛。在比赛中,他们需要让机器人在模拟核泄漏的环境下执行一系列任务。虽然他们的机器人显示出了一些精妙的设计,但是频繁的事故和摔绊跌倒也凸显了机器人的缺陷:在陌生的现实环境中,机器人对复杂地形的应对能力明显不足。许多参赛队伍都在比赛中使用了两足机器人,但是他们有的甚至都无法穿过沙滩或不平坦的地面。

据研究人员介绍,这款鸵鸟机器人的每条腿都由单个马达驱动,在奔跑过程中,机器人双腿的运动轨迹会呈椭圆形,这种特殊的运动设计和它独特的身体形状是整个系统保持稳定的主要原因。目前,这个小型的鸵鸟机器人的时速是几英里,但如果它和成人一样大,它的时速就可达10—15英里。

虽然鸵鸟机器人的前景可观,但目前研究人员对于发掘它的商业潜力兴趣不大。

波士顿动力公司(Alphabet旗下子公司)是一家知名机器人制造商,此前,公司CEO曾在TED大会上展示了旗下4足机器狗送快递的视频。俄勒冈大学机械工程学教授Jonathan Hurst名下也有一家机器人制造公司,他研发出了一种名叫Cassie的鸵鸟系统,用于机器人运动。密西根大学的Jessie Grizzle正率领团队开发一种更为先进的算法,帮助机器人实现高效、优雅的运动。目前,穿越复杂的地形对于动态平衡机器人来说不是难事,但它们的共同缺点是复杂、昂贵、费电。

Pratt表示:“有足机器人的应用范围其实并不广,它最适用的工作场景应该是去一些危险、遥远的地方,如调查除役的核电站、进行行星探测,但目前这些都是利基市场。”

关键词:机器人