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2016-07-15

擬人步態(tài)機(jī)器人 DURUS:走起來(lái)路能有多像人?

腳穿阿迪達(dá)斯健步如飛

說(shuō)起雙足機(jī)器人拐邪,許多機(jī)器人愛(ài)好者的第一反應(yīng)可能是波士頓動(dòng)力的 ATLAS,波士頓動(dòng)力在 YouTube 更新的多個(gè)測(cè)試視頻中氮帐,其雙足嗅虏、四足機(jī)器人的穩(wěn)定性和他們花樣繁多的虐機(jī)方式一樣令人印象深刻。

不過(guò)上沐,這次要說(shuō)的是來(lái)自喬治亞理工學(xué)院 AMBER LAB 的 DURUS皮服。雖然都是能夠?qū)崿F(xiàn)雙足行走的機(jī)器人,但與 ATLAS 相比参咙,DURUS 在行走方式上有著自己的特點(diǎn)龄广。

ATLAS 在行走時(shí)會(huì)彎曲膝蓋降低重心,以近似直上直下的平整步伐交替前進(jìn)昂勒。

而 DURUS 的每一步則是腳跟先著地蜀细,然后轉(zhuǎn)移重心,腳尖推動(dòng)身體邁出下一步戈盈。

這樣的步態(tài)與人類使用的行走方式十分相似奠衔。所以視頻中的 DURUS 雖然搖搖晃晃,但走起來(lái)卻更像人類塘娶。

DURUS 踝關(guān)節(jié)處有彈簧結(jié)構(gòu)归斤,在踏出每一步時(shí),會(huì)吸收腳部接觸地面帶來(lái)的撞擊刁岸,然后在抬腳時(shí)將能量釋放脏里。

你可能已經(jīng)盯著那雙阿迪達(dá)斯看了很久了——DURUS 腳部的的構(gòu)造跟人類相似,相似到可以毫無(wú)違和地穿上運(yùn)動(dòng)鞋虹曙,而不會(huì)破壞機(jī)器人整體的平衡性——不過(guò)高跟鞋恐怕就不行了迫横。

我們常常能在機(jī)器人身上看到仿生類設(shè)計(jì),例如蛇形機(jī)器人酝碳、多足機(jī)器人等等矾踱,而雙足機(jī)器人正是試圖通過(guò)模仿人的移動(dòng)方式,獲得輪式機(jī)器人難以實(shí)現(xiàn)的地形適用性和高通過(guò)性疏哗,DURUS 讓這種模仿更進(jìn)了一步呛讲,細(xì)致到了對(duì)單次邁步動(dòng)作的進(jìn)一步分解,理論上可能擁有更加優(yōu)秀的越野能力。

但這種更進(jìn)一步的模仿也使得 DURUS 的步行動(dòng)作變得更加復(fù)雜贝搁。和 ATLAS 一樣吗氏,DURUS 在行走過(guò)程中會(huì)不斷調(diào)整上半身的姿態(tài),從而在雙腳交替時(shí)保持身體平衡雷逆,而與 ATLAS 不同的是弦讽,DURUS 復(fù)雜的步態(tài)會(huì)讓影響平衡的變量增多,地形关面、外力對(duì)平衡的影響可能會(huì)在腳部重心變化時(shí)被放大坦袍,也就對(duì)機(jī)器人的平衡算法提出了更高的要求。

此外等太,在硬件上捂齐,人類踝關(guān)節(jié)在水平的各個(gè)方向上都有一定的可動(dòng)范圍,肌肉對(duì)關(guān)節(jié)控制也更加細(xì)致缩抡,可以支持人類使用這種「不穩(wěn)定」的步態(tài)行走奠宜。而從視頻來(lái)看,DURUS 踝關(guān)節(jié)的橫向可動(dòng)范圍十分有限瞻想,水平橫向上姿態(tài)調(diào)整實(shí)際上是完全由髖關(guān)節(jié)完成的压真。這在水平路面上正常行走時(shí)可能并沒(méi)什么影響,但遇上復(fù)雜的地形是可能就很難保持這樣的步態(tài)了蘑险。

人類的步行方式進(jìn)化為現(xiàn)在的形態(tài)一定是合理的滴肿,雙足機(jī)器人對(duì)人類步態(tài)的模仿在方向上也一定可行的。然而另一方面佃迄,ATLAS 等機(jī)器人看起來(lái)有些「笨拙」的運(yùn)動(dòng)方式也同樣是合理的——其合理性在于泼差,這種「笨拙」的運(yùn)動(dòng)方式和目前機(jī)器人的硬件和軟件水平相符合,二者結(jié)合之后達(dá)到的是機(jī)器人穩(wěn)定性的最大化呵俏。

在深圳灣此前的文章中堆缘,有機(jī)器人從業(yè)人士指出,機(jī)器人是技術(shù)綜合程度非常高的「物種」普碎,讓雙足機(jī)器人實(shí)現(xiàn)更穩(wěn)定地行走吼肥,需要可靠的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和動(dòng)力系統(tǒng)、穩(wěn)定的控制系統(tǒng)和控制算法等等麻车,每個(gè)部分的技術(shù)水平都會(huì)限制機(jī)器人整體形態(tài)缀皱。放在 DURUS 身上,要實(shí)現(xiàn)機(jī)器人步態(tài)的「升級(jí)」动猬,除了對(duì)人類運(yùn)動(dòng)方式的研究和模仿唆鸡,更多需要的是底層的硬件和軟件技術(shù)的成熟和支持。

Uploads%2fusers%2favatar%2f1073130702%2fthumb heheng
何恒 2016-07-19 11:42

阿迪達(dá)斯亮了(*^__^*)

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