2013年5月25日,為期一周的2013年全國(guó)科技活動(dòng)周暨上海科技節(jié)閉幕,參觀者達(dá)5萬(wàn)余人次。由上海交通大學(xué)機(jī)械與動(dòng)力工程學(xué)院高峰教授團(tuán)隊(duì)研制的系列機(jī)器人亮相上??萍脊?jié),其展出的四足、六足系列機(jī)器人通過(guò)遠(yuǎn)程人機(jī)交互操控方式,可替代人工完成復(fù)雜危險(xiǎn)環(huán)境下搬運(yùn)、搜索、探測(cè)等救援作業(yè)任務(wù)。此次展出標(biāo)志著我國(guó)步行仿生機(jī)器人研究邁上一個(gè)新的高度。
“智慧小象”兄弟和“章魚(yú)機(jī)器人”齊亮相
高峰團(tuán)隊(duì)的“智慧小象”機(jī)器人已經(jīng)不是新面孔,在2012年工博會(huì)上,“馱師”騎在背上大跳“騎象舞”的精彩表演吸引了眾多媒體的關(guān)注。“智慧小象”具備適應(yīng)各種不同地形環(huán)境的靈活穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)能力、環(huán)境實(shí)時(shí)感知能力,以及自律控制與人機(jī)交互協(xié)同的遠(yuǎn)程操控能力。本次科技節(jié)的展出兩個(gè)“智慧小象”,他們的外形雖然相似,但“哥哥”的力量較大,“弟弟”則輕巧靈活。“兄弟”配合,可以在工作中適應(yīng)復(fù)雜多樣的環(huán)境要求。
與“智慧小象”一同來(lái)到展會(huì)的另一個(gè)明星是高峰教授團(tuán)隊(duì)新研發(fā)的六足步行機(jī)器人——“章魚(yú)機(jī)器人”,它高約1米,最大伸展尺寸可達(dá)2X2米,由18個(gè)電機(jī)驅(qū)動(dòng),可負(fù)重150公斤。“舵手”坐在“章魚(yú)機(jī)器人”背上發(fā)出任意指令,機(jī)器人都能乖巧平穩(wěn)的完成各種運(yùn)動(dòng),既穩(wěn)如磐石又靈巧自如。
現(xiàn)場(chǎng)不少小朋友在高峰團(tuán)隊(duì)研究人員的指導(dǎo)下騎上機(jī)器人體驗(yàn),但千萬(wàn)別以為章魚(yú)機(jī)器人只有簡(jiǎn)單的娛樂(lè)功能,它具有意義重大的使命——在核電站等核輻射環(huán)境下進(jìn)行緊急救災(zāi)。

六足機(jī)器人行走展示

高峰教授團(tuán)隊(duì)在展示現(xiàn)場(chǎng)

小朋友體驗(yàn)六足機(jī)器人

東方衛(wèi)視記者采訪小體驗(yàn)者
章魚(yú)機(jī)器人——深入核輻射區(qū)的救援者
高峰教授介紹,核電救災(zāi)機(jī)器人在核輻射環(huán)境下工作需要有很好的輻射防護(hù),否則電子設(shè)備會(huì)很快受損失效,而有效的輻射防護(hù)材料是沉重的鉛;同時(shí),救災(zāi)機(jī)器人還需要攜帶檢測(cè)設(shè)備進(jìn)入發(fā)生事故的核電站廠區(qū),探測(cè)發(fā)生事故后核電站內(nèi)部情況,兼搬運(yùn)管道、擰動(dòng)閥門、清理事故現(xiàn)場(chǎng)……這些不但考驗(yàn)機(jī)器人的機(jī)動(dòng)能力、平衡控制能力,更需要考驗(yàn)機(jī)器人的承載能力。
圍繞這些技術(shù)難題,高峰教授團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了這款六足步行機(jī)器人:特殊的腿部設(shè)計(jì)配合18個(gè)驅(qū)動(dòng)單元能顯著提高機(jī)器人的承載能力,使其能負(fù)重150公斤。它可以充當(dāng)一個(gè)穩(wěn)固的移動(dòng)工作平臺(tái)執(zhí)行搬運(yùn)打孔等作業(yè),也可自行完成擰動(dòng)閥門、清理事故現(xiàn)場(chǎng)等工作。它可以往任意方向快速運(yùn)動(dòng),擁有很強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性、避障能力和穩(wěn)定性和有較強(qiáng)的抗干擾能力,準(zhǔn)確的執(zhí)行操作者的指令。擁有了這些能力,章魚(yú)機(jī)器人便能深入災(zāi)區(qū),代替人們精確地完成最危險(xiǎn)的工作。采用其它相應(yīng)的防護(hù)后,它還能在水下環(huán)境中作業(yè),以及在火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)或有毒環(huán)境中完成救災(zāi)任務(wù)。

東方衛(wèi)視記者采訪機(jī)械動(dòng)力學(xué)院高峰教授

高峰教授團(tuán)隊(duì)成員
不斷深入研究,搶占機(jī)器人技術(shù)領(lǐng)域制高點(diǎn)
高峰教授團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期從事仿生機(jī)器人的研究,此次與輪式、履帶式機(jī)器人相比,步行機(jī)器人在災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)具有更優(yōu)越的機(jī)動(dòng)性和越障能力。團(tuán)隊(duì)先后于2011年和2013年獲得國(guó)家“863計(jì)劃”主題項(xiàng)目“高性能四足仿生機(jī)器人” 和“973計(jì)劃”項(xiàng)目“核電站緊急救災(zāi)機(jī)器人的基礎(chǔ)科學(xué)問(wèn)題研究”資助,成功研發(fā)兩足、四足和六足步行機(jī)器人,在并聯(lián)仿生機(jī)構(gòu)、高功率密度驅(qū)動(dòng)、多軸伺服控制等技術(shù)領(lǐng)域取得大量重要成果。
核泄漏、火災(zāi)、地震等災(zāi)害是人類的夢(mèng)魘,如何在災(zāi)害發(fā)生后減輕損失、尤其是生命的損失是一項(xiàng)迫在眉睫的課題。此次“智慧小象”兄弟和章魚(yú)機(jī)器人在上??萍脊?jié)的登場(chǎng),展示了上海交通大學(xué)在步行機(jī)器人研究領(lǐng)域的新高度。相信在不久的將來(lái),步行機(jī)器人可以代替人類深入災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)完成救援工作。