PPT|独家特邀浙江大学熊蓉教授，解密腿足机器人和波士顿动力家族
美貌、沉稳、睿智……
熊蓉教授接受大讲堂主持人采访
在机器人大讲堂请来的为数不多的女导师中，我对熊蓉老师格外的敬仰。这不仅仅是因为她背后浙江大学博导与全国五一巾帼奖章的光环，更因为她为机器人大讲堂的观众奉上了一堂别开生面的腿足机器人讲解。
这位从实践与决赛一线走出来的年轻女导师，将其多年的研究经验与知识积累荟萃在一堂讲座中，全面详细的介绍了腿足机器人的研究背景意义、研究历史与现状、关键技术与挑战、波士顿技术解析与浙大的研究进展。
目前常见的陆地机器人是轮式和履带式，它们技术相对简单、成熟，并已达到了产品应用。另外还有躯干式，可以攀附在不平整的地面上，通过跟地面的摩擦来实现运动。既然如此，我们为什么还要花费大量的人力、物力，去研究腿足式机器人呢？足式机器人相比于履带式与轮式机器人有显著的优势：
腿足机器人的历史，最早可以追溯到15世纪，达芬奇用木头、青铜，做了一个通过机构和线缆牵引的机器人。从研究角度来讲，第一个有记录被认为开展了腿足式研究的是1878年Eadweard发表了一篇对马的步态进行分析的论文，如今现代研究者依然可以根据这篇论文做更深一步的分析。就整个机器人来讲，1968年美国通用电气公司研究了高3.3米的Walking machine机器人。
以下，是单足、双足、四足机器人的部分简单年谱。
目前的技术主要是四个，续航能力的提升实际上跟前面的四个问题都有关系。
这两年在ICRA和IROS上面所列的腿足机器人的研究这点。
机构跟一个机器人的运动能力非常相关，在腿足式机器人的研究里面总体的思想是能不能借鉴生物的运动结构形式来提高机器人运动能力，从自然界中去借鉴它的机构设计灵感。当然我们不能够完全的复制，所以要去考虑对它的改进。这种改进应该还是要提高运动能力为主。
驱动方面也是一个非常重要的难点，国外在这方面做了很多的尝试，而且研发了很多新型的驱动，这些驱动也被应用到了其他的机器人上，推动了整个机器人产业的发展。
平衡控制跟扰动方面主要是两个问题，一是利用传感器感知机器人在运动中运动性能的变化受到了扰动，然后在线规划它的控制，保证它的平衡，实现速度控制。所以，首先是自身状态的估计，我们要去选择合适的传感器，然后对它进行布置。要对机器人进行建模，要对这些传感器的数据进行融合，判别机器人所处的状态，为后一步的平衡控制提供依据。
通过以上几个方面可以实现机器人快速运动，而在环境里实现智能运动，实现我们期待的作业任务，还需要研究机器人对环境的感知。这方面现在技术还不是太成熟，虽然我们有很多环境建模的研究，对机器人来讲，如何去选择它的落脚点是比较难的。
最后一个问题，因为腿足运动的能耗比较高，人的能耗大概是在0.01到0.2的样子，而我们现在的机器人基本上都是在2以上，这些都影响了它的续航时间。
这是Boston整个开发年谱，来看一下在开发过程中它的一些变迁。
一下从熊蓉教授的演讲中，摘取了一部分波士顿动力机器人从性能、驱动、控制算法等方面的变迁。
浙大在2008年—2011年“863”重点课题的支持下做了手眼伺服的乒乓球机器人，这个机器人有30个自由度，重点是怎么样通过视觉捕捉快速飞旋并带有旋转的物体，在线的去协调规划整个机器人的运动。
2012年开始做跑跳的机器人，希望提高机器人运动的速度来缩短国内外的差距。
当时他们的想法是除了提高速度以外，还针对一个问题就是降低能耗。所以，我们从关节开始用了弹性驱动的关节，从单腿到双足以及到现在的四足。
第二个工作是机器人搬运物体的时候会涉及到自身自适应的变化，或者我们对某个元器件做了改变而改变了它的腿的力量，我们对在线的辨识研究，能不能进行自适应控制。
第三，协调运动规划。主要是捕捉人的运动，通过对人的运动分析，分析它的膝关节跟踝关节之间是一种什么样的协调规律，然后把它运用到机器人上面去。
最后我们做了弹跳腿，一方面通过连杆机构降低腿部的惯量，用飞轮控制的方法做平衡控制。为了进一步提升它的储能的能力，在外面进一步增加了一个弹性的元件，研究整个机器人它的弹性元件跟机器人运动之间的协调性，实现了单腿和双腿的跑跳。