NABiRoS 機(jī)器人要像螃蟹一樣橫著走，另辟蹊徑挑戰(zhàn)仿人類行走難題

本文作者：晴天

2016-11-23 11:18

導(dǎo)語(yǔ)：來自 Dennis Hong 機(jī)器人及機(jī)械實(shí)驗(yàn)室的 NABiRoS 機(jī)器人，為我們?cè)跈C(jī)器人行走方式上帶來了新的思考。

實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的仿人類行走從來都不是一件簡(jiǎn)單的事。眾多棘手之處之一就是，我們?nèi)祟愋凶邥r(shí)需要時(shí)刻調(diào)整姿勢(shì)以保身體平衡。顯而易見的是，我們?cè)谛凶邥r(shí)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(shí)將身體傾向于前進(jìn)的方向。但是大多數(shù)機(jī)器人還沒有學(xué)會(huì)這一點(diǎn)，而且有少數(shù)機(jī)器人會(huì)朝著非常復(fù)雜、難以管理的設(shè)計(jì)傾向發(fā)展，比如 DARPA 那種類人形的機(jī)器人。

現(xiàn)在，隸屬加利福尼亞大學(xué)洛杉磯分校的 Dennis Hong 機(jī)器人及機(jī)械實(shí)驗(yàn)室( RoMeLa )提出了一項(xiàng)全新的機(jī)器人設(shè)計(jì)方案——讓機(jī)器人采取全新的雙足步行方式。通過擬人設(shè)計(jì)與類人化側(cè)身實(shí)驗(yàn)，他們已經(jīng)能夠創(chuàng)造出穩(wěn)定又敏捷的機(jī)器人，不僅操作簡(jiǎn)單而且價(jià)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(jiǎn)單的解決方案：我們?cè)谶@種全新的結(jié)構(gòu)配置中加入了‘機(jī)械智能’為機(jī)器人的速度、穩(wěn)定性與易用性提供幫助，使得“機(jī)器人移動(dòng)”能夠在現(xiàn)實(shí)生活中實(shí)用有效。”

RoMeLa 是資深類人機(jī)器人研究團(tuán)隊(duì)，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(jì)，盡可能去模仿人類外觀與能力。

之所以這樣做是因?yàn)椋ㄓ行┤苏J(rèn)為）人類已經(jīng)設(shè)計(jì)優(yōu)化好了自己的世界，所以機(jī)器人就得去做人類需要他們做的一切——他們需要學(xué)習(xí)人做的事情，也要學(xué)習(xí)該如何去做。雖然 DARPA 機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中前三名中的兩個(gè)都是采用輪式結(jié)構(gòu)，另一個(gè)則采用了四足行走方式，但這確實(shí)是 ATLAS 和 DARPA 挑戰(zhàn)賽背后所蘊(yùn)藏理念的重要組成部分。

NABiRoS 機(jī)器人要像螃蟹一樣橫著走，另辟蹊徑挑戰(zhàn)仿人類行走難題

照片：RoMeLa

“人型機(jī)器人行走依然存在太慢、太不穩(wěn)定、太貴、太復(fù)雜，以及太危險(xiǎn)等問題，”Hong 說，“類人機(jī)器人想要作為主流產(chǎn)品使用，還有很長(zhǎng)的路要走。”考慮到這一點(diǎn)，如果你需要一個(gè)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(jī)器人，那么剩下的選擇就不多了。

Hong 和他的學(xué)生（包括 Sepehr Ghassemi、Jeffrey Yu 和 Joshua Hooks）在提出“側(cè)向行走機(jī)器人概念”之后，只需要兩個(gè)星期就可以完成設(shè)計(jì) 、建造與機(jī)器人測(cè)試工作。

NABiRoS 是“非擬人雙足機(jī)器人系統(tǒng)”的代表，他的非類人特性實(shí)際上能夠使它更好地適應(yīng)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(gè)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(jī)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(jī)器人展上進(jìn)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(dòng)方面做的相當(dāng)不錯(cuò)，但至今依然沒有找到好方法完成左右旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。

另外， Hong 還提到 RoMeLa 正在開發(fā)另一款名叫 ALPHRED 的機(jī)器人，這款機(jī)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(jìn)展時(shí)，會(huì)更清楚自己應(yīng)該怎么做。

via ieee

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