过砍爬楼跳舞样样精通!非仿人二足行走机器人,成就源于突破思维束缚
机械公敌的电影中描绘过这样一个场景,人们都拥有自己的私人机器人,他们以人的形态存在,陪伴在我们左右,能帮助我们完成一切日常工作。这个电影描述出很多当下科学家的愿景:让机器人拥有人的形态“混迹”在人群中,能完全融入人类的生活。
然而当下几乎所有仿人机器人都面临一个非常棘手的问题——平衡。一个很有趣的现象,由于人类的双腿分布在身体的两侧,这就导致我们行走时不得不不断朝我们行走的方向侧身。机器人想要达到这一点需要非常复杂的机械结构和控制系统,乃至当今只有极少数仿人机器人能完全做到和人一样的行走。
加利福尼亚大学洛杉矶分校(UCLA)(Dennis Hong)的丹尼斯·洪教授和他的机械实验室(RoMeLa)考虑到这些,摒弃了人类侧身行走的理念,设计出了一种新型双足行走机器人,即“非仿人二足行走机器人”-- NABiRoS。这种机器人既简单便宜,又兼具了稳定性和灵活性。
丹尼斯·洪表示:“与完全模仿人类行走不同,我们提出的是一种简单的解决方案:我们在这种全新的结构配置中加入了‘机械智能’为机器人的速度、稳定性与易用性提供帮助,使得“机器人移动”能够在现实生活中实用有效。”
RoMeLa是资深类人机器人研究团队,我们知道的DARwIn、CHARLI、SAFFiR与THOR都出自他们之手。这些现有成果全部采用传统人形设计,尽可能去模仿人类外观与能力。
“人形机器人行走依然存在行动缓慢,欠稳定,造价高,结构复杂以及存在危险隐患等问题,因而类人机器人想要作为主流产品使用还有很长的路要走。”丹尼斯·洪说,“考虑到这些,如果真的需要一个能够在人类环境中完成工作—包括爬楼梯以及在凹凸不行的地面行走的机器人,那么剩下的选择就不多了。”
丹尼斯·洪教授带领的团队在提出“侧向行走机器人概念”之后,仅用了两个星期便完成了设计、建造以及测试工作。
视频中的NABiRoS机器人是RoMeLa实验室团队的最初设计,NABiRoS能够像螃蟹一样行走,成功规避了仿人机器人行走时重心不稳的现象。RoMeLa实验室团队还希望在今后的设计中为NABiRoS加装一个可旋转的膝盖,帮助它轻易的爬上楼梯或者跨过门槛。NABiRoS目前存在的问题便是虽然它在直线移动方面表现很出色,但却没有办法完成左右旋转的动作。
另外RoMeLa实验室也在开发另一款叫ALPHRED的“四足”机器人,它作为NABiRoS表弟,会以更加有趣的方式行走,这一点在视频的末尾也有所体现。这种换个思路解决问题方式相信也会为机器人界带来更宽的思路。
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