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日本研發極速奔跑機器人相當人類20km/h,通過失去平衡達最大速度

我們見過很多雙足機器人, 從波士頓動力的“Atlas”到本田公司的 “ASIMO”, 研究人員都在竭盡全力讓這些人形機器人學會更多的本領, 以便它們以後能真正從實驗室走進人們的生活。 但說來也好笑, 很多的機器人廠商, 在開發機器人時, 可能還停留在讓這些機器人在完成相應動作時, 如何重心穩定, 不至於摔倒。

和這些人形機器人的研究機構相反, 來自日本的石川正俊教授正在做著不一樣的嘗試, 他認為想要讓人形機器人達到和人一樣的行走和奔跑性能, 就應該學習人類奔跑時的動作——先讓身體失去平衡。 於是他帶領自己東京大學情報理工學系研究生院的團隊, 研發了一款致力於奔跑的高速雙足機器人“Achires”。

這只機器人由金屬製成, 腿長只有14釐米, 而且目前只有從腰部到腿部的部分, 上半身貌似還沒有設計出來。 但是別小看這只其貌不揚的小機器人, 它的奔跑時速可達4.2公里, 如果換算成腿長70~80釐米的成年人, 時速可達20公里, 是一個名副其實的“馬拉松運動員”, 並實現了至目前為止雙足機器人無法達到的靈活度。

跑起來看不見腿

傳統的雙足步行機器人, 大多通過安裝在機器人腳底的感測器來感應地面的狀況, 這使得它們智慧採取直立的姿態緩慢行走。 而Achires機器人的研發, 主要集中在了感測器、高速影像處理和機器人等領域。 它通過安裝在機器人外部的高速攝像機組成視覺回饋系統, 以此來控制機器人行走動作的進行。

慢動作, 跑起來是不是很像人

高速攝像機會以每秒600張的速度拍攝機器人狀態和行走的姿態, 以此指導和監控機器人在行走和奔跑過程中的穩定性, 當行走姿態稍有不對, 系統就會對機器人發出指示, 讓其向人來一樣快速伸出另一隻腳, 以便能夠以看似不穩定的前傾姿勢快速奔跑。

此外在馬達方面,通過調整馬達線圈的纏繞方式,研究人員研發出了一種能夠瞬間產生強大力量的小型馬達。利用這款馬達,機器人可以實現用力蹬地加速,然後在空中快速調整為落地姿態。

其實,早在2014年的時候,石川教授便已經開發出了這款機器人的原型,但當時高速視覺回饋系統還不成熟,只有機器人雙腿離地時才能獲取的姿勢資訊,而現在,視覺回饋幾乎已經可以應用到機器人行走的所有過程中,使得機器人能更好更快的行走。

隨著科技的進步,高速視覺回饋系統已日趨成熟,ACHIRES雙足機器人的穩定性也得到了很大提高。另外,石川教授透露他將進一步改進該機器人,爭取將攝像頭移入到機器人體內,簡化整個系統,並使機器人在未來3-5年具備實際應用價值。

對於石川教授的這款跑步機器人,可能很多人並不是很瞭解。但說到他的另一個代表作——猜拳機器人可能大家就不陌生了。

就是那個和人類猜拳永遠都能贏過人類的奇葩機器人。其原理也是運用了高速視覺回饋系統,它會比人類晚一瞬間出拳,通過分析人類的出拳手勢,選擇正確的手勢贏得比賽。而晚的那一瞬間以人的視力是根本識別不出來的。

總之,這種運用高速視覺回饋系統來快速調整機器人動作的想法還是很有新意的,也期待這樣一款從仿生意義上來說更接近人類的機器人快點應用于現實。

來源機器人大講堂

此外在馬達方面,通過調整馬達線圈的纏繞方式,研究人員研發出了一種能夠瞬間產生強大力量的小型馬達。利用這款馬達,機器人可以實現用力蹬地加速,然後在空中快速調整為落地姿態。

其實,早在2014年的時候,石川教授便已經開發出了這款機器人的原型,但當時高速視覺回饋系統還不成熟,只有機器人雙腿離地時才能獲取的姿勢資訊,而現在,視覺回饋幾乎已經可以應用到機器人行走的所有過程中,使得機器人能更好更快的行走。

隨著科技的進步,高速視覺回饋系統已日趨成熟,ACHIRES雙足機器人的穩定性也得到了很大提高。另外,石川教授透露他將進一步改進該機器人,爭取將攝像頭移入到機器人體內,簡化整個系統,並使機器人在未來3-5年具備實際應用價值。

對於石川教授的這款跑步機器人,可能很多人並不是很瞭解。但說到他的另一個代表作——猜拳機器人可能大家就不陌生了。

就是那個和人類猜拳永遠都能贏過人類的奇葩機器人。其原理也是運用了高速視覺回饋系統,它會比人類晚一瞬間出拳,通過分析人類的出拳手勢,選擇正確的手勢贏得比賽。而晚的那一瞬間以人的視力是根本識別不出來的。

總之,這種運用高速視覺回饋系統來快速調整機器人動作的想法還是很有新意的,也期待這樣一款從仿生意義上來說更接近人類的機器人快點應用于現實。

來源機器人大講堂

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