在今天剛發(fā)布的一段視頻中，Minitaur機(jī)器人展示了如何通過動(dòng)態(tài)調(diào)整步態(tài)來應(yīng)對(duì)各種地形。它可以爬行、跳躍、在冰面上行走、用兩條腿直立行走、以及很多其他新的技能!

　　Ghost Robotics聯(lián)合創(chuàng)始人Gavin Kenneally和Avik De告訴我們，他們的主要目標(biāo)之一是擴(kuò)展Minitaur的行為使得機(jī)器人可以“穿越廣泛的地形環(huán)境和真實(shí)世界中的操作場(chǎng)景，”他補(bǔ)充說，Ghost Robotics同時(shí)也認(rèn)為“腿式機(jī)器人不僅在各種環(huán)境和地形相對(duì)輪式機(jī)器人和軌道式機(jī)器人具有更卓越的基準(zhǔn)移動(dòng)性，并且也表現(xiàn)出了一系列不同的行為使其能輕松克服自然障礙。”

　　為獲取更多詳情，我們選取了IEEE與Kenneally和De，以及Ghost Robotics的CEO Jiren Parikh深入交談的內(nèi)容，供大家參考。

　　IEEE Spectrum：類似于Minitaur這樣的腿式機(jī)器人與輪式或軌道式機(jī)器人相比有何不同？

　　Ghost Robotics: 在一個(gè)平坦的表面上沒有障礙物的路徑，輪式機(jī)器人比追蹤式，腿式，甚至空中機(jī)器人更高效。在沙子，泥土和粗糙的地形，追蹤式機(jī)器人優(yōu)于輪式機(jī)器人。然而，有固定物體，障礙物和垂直表面并且沒有其他可替代路徑，相對(duì)于追蹤式機(jī)器人，腿式機(jī)器人是無與倫比的。即使適度的物體和障礙物可以被追蹤式機(jī)器人克服，與動(dòng)態(tài)腿式機(jī)器人相比在大片廣闊連綿地非結(jié)構(gòu)化地形上追蹤機(jī)器人的能效會(huì)降低。

　　另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，腿式機(jī)器人通常具有比相似尺寸的追蹤式或空中機(jī)器人擁有更多的驅(qū)動(dòng)自由度，(并且那些額外的驅(qū)動(dòng)自由度)可以應(yīng)用于諸如重新定向，操縱和使機(jī)器人以更靈活的方式和更通用地方式脫困。在諸如沙灘和泥灘之類的場(chǎng)景下，追蹤式的設(shè)備在到達(dá)被困住的點(diǎn)之前能夠做到很好，但是它們逃生能力非常有限，而Minitaur將具有更大的機(jī)動(dòng)性和脫困能力。此外，為了獲得開門能力，你必定需要在輪式，追蹤式或者空中機(jī)器人身體上附加一個(gè)機(jī)械臂，而我們已經(jīng)展示了Minitaur其身體不做任何修改而擁有這個(gè)能力。

　　采用腿式機(jī)器人的主要挑戰(zhàn)是多自由度協(xié)調(diào)和在各種地形上保持平衡。 Minitaur專門設(shè)計(jì)為允許在高頻帶下對(duì)其肢體進(jìn)行非常靈活且通用的軟件控制，這使得控制設(shè)計(jì)者能夠隨時(shí)間推進(jìn)自由地持續(xù)改進(jìn)的控制算法(而不需要修改機(jī)器人本體)。

　　“直驅(qū)促動(dòng)器本身就很堅(jiān)固皆因沒有齒輪裝置由于沖擊載荷而斷裂，沒有可能損壞的液壓系統(tǒng)或力/扭矩傳感器。”

　　IEEE Spectrum：在做戶外動(dòng)態(tài)測(cè)試的時(shí)候，你對(duì)于Minitaur的耐久性有什么樣的經(jīng)驗(yàn)？

　　Ghost Robotics: 考慮到Minitaur仍然是試產(chǎn)狀態(tài)，從第一天起我們就一直在對(duì)機(jī)器人原型進(jìn)行詳盡的物理實(shí)驗(yàn)，這是相當(dāng)不容易(和充滿樂趣)的。而且某些方式造成的機(jī)器損害導(dǎo)致現(xiàn)場(chǎng)修復(fù)并不容易。從高處跌落可能讓鋁制機(jī)械腿變彎，但是這些可以很容易矯正回去或者替換零件而不損失任何功能性。機(jī)殼即使按當(dāng)前的設(shè)計(jì)狀態(tài)來說也是相當(dāng)堅(jiān)固的，并且對(duì)電機(jī)進(jìn)行了充分的保護(hù)，因而機(jī)械腿成為首要的關(guān)注。直驅(qū)促動(dòng)器本身就很堅(jiān)固皆因沒有齒輪裝置由于沖擊載荷而斷裂，沒有可損壞的液壓系統(tǒng)或力/扭矩傳感器。

　　與其他腿式和追蹤式機(jī)器人相比，Minitaur的核心設(shè)計(jì)原則之一是其低機(jī)械復(fù)雜性。追蹤式機(jī)器人看起來很簡(jiǎn)單，但懸掛機(jī)制非常復(fù)雜，這導(dǎo)致其損傷后很難被修復(fù)。如果追蹤機(jī)器人的胎面或懸掛機(jī)構(gòu)在行進(jìn)中被損壞，它只能夠原地打轉(zhuǎn)，但是如果Minitaur機(jī)器人的腿被彎曲或者被固定住了，它可以繼續(xù)跛腳前進(jìn)。

　　　
IEEE Spectrum：你能描述下Minitaur如何改變步態(tài)以便適應(yīng)不同類型的地形嗎？

　　Ghost Robotics:一個(gè)非?；镜睦邮遣綉B(tài)被設(shè)計(jì)為用實(shí)時(shí)反饋來對(duì)擾動(dòng)作出響應(yīng)(如腳趾在冰上滑動(dòng)，或者在巖床上行走的不均衡性)。如果你仔細(xì)觀察Minitaur在冰上行走的視頻，你可以看到當(dāng)機(jī)械腿開始打滑的時(shí)候會(huì)循環(huán)往復(fù)移動(dòng)得更快，并且總是在身體下擺動(dòng)和重新定位，以防止身體跌落到地上。常規(guī)的設(shè)計(jì)多腿步行的方式是使用以固定“時(shí)鐘”信號(hào)觸發(fā)固定頻率(并通常沿著固定軌跡)移動(dòng)腿。顯然，當(dāng)機(jī)械腿開始以剛性運(yùn)動(dòng)架構(gòu)滑動(dòng)和移動(dòng)時(shí)，保持機(jī)械腿在身體下而沒有來自腿和環(huán)境的反饋將是非常具有挑戰(zhàn)性(如果不是不可能的)。

　　IEEE Spectrum：你的視頻顯示Minitaur使用許多創(chuàng)造性的方式穿越不同的地形。你正忙于何種多模態(tài)運(yùn)動(dòng)的工作？

　　Ghost Robotics:我們已經(jīng)在我們的第一個(gè)視頻中展示了利用機(jī)械腳趾附屬裝置的籬笆攀登，并打算在未來的視頻中演示其他使用固定腿附件攀登各種垂直表面的行為。根據(jù)不同的應(yīng)用實(shí)例，我們期望在未來的設(shè)計(jì)中機(jī)械腿的附件可以在現(xiàn)場(chǎng)互換。

　　我們還正在與一個(gè)私密的客戶進(jìn)行定制化改造，以利用Minitaur作為一個(gè)水面和水下的游泳機(jī)器人，或潛水器平臺(tái)，在海底或河床底使用腳蹼進(jìn)行工作。如果你觀察Minitaur機(jī)械腿收縮動(dòng)作的過程，你就會(huì)明白我們?nèi)绾文懿挥猛度胩嗑湍芡瓿伤芊馀c穩(wěn)定性以及空氣氣泡控制浮力的設(shè)計(jì)。我們的機(jī)器人相對(duì)安靜(沒有齒輪箱工作噪聲)，這使得它在可以廣泛應(yīng)用于科學(xué)研究和軍事應(yīng)用中，并且還具有非常高的比功率(這是水下車輛裝置的限制性資源之一)。

　　“如果追蹤機(jī)器人的胎面或懸掛機(jī)構(gòu)在行進(jìn)中被損壞，它只能夠原地打轉(zhuǎn)，但是如果Minitaur機(jī)器人的腿被彎曲或者被固定住了，它可以繼續(xù)跛腳前進(jìn)。“

　　IEEE Spectrum：Minitaur僅僅使用兩條腿能走多遠(yuǎn)？是否有可能在保持平衡的時(shí)候與其他兩條腿一起控制？

　　Ghost Robotics:雙足行走的研究是一個(gè)進(jìn)行中同時(shí)也是一項(xiàng)非常有挑戰(zhàn)性的工作--我們不認(rèn)為目前世界上有另一個(gè)僅使用4個(gè)驅(qū)動(dòng)器的3D雙足機(jī)器人。當(dāng)然我們很滿意我們已經(jīng)取得的進(jìn)步。Minitaur可以直立行走將近20步(使用兩條腿),然后當(dāng)它知道不能再保持雙足平衡的狀態(tài)的時(shí)候趴下變回4足行走。我們會(huì)繼續(xù)研究并且打算讓它盡可能的長(zhǎng)時(shí)間保持雙足狀態(tài)。

　　使用一條或兩條腿用于各種任務(wù)是我們正在研究的Minitaur的關(guān)鍵行為(例如，開門)。雙足用例包括物體操控，機(jī)器人調(diào)位攀爬垂直表面，獲得有利位置讀取傳感器數(shù)據(jù)，逃生演習(xí)和支撐/連枷以協(xié)助平衡。

　　IEEE Spectrum：將Minitaur擴(kuò)展為中型(或更大)的腿式機(jī)器人前景如何？

　　Ghost Robotics:我們推高了目前使用的商用電機(jī)基本的極限扭矩密度。所選電機(jī)對(duì)于機(jī)器人保持低價(jià)格至關(guān)重要,甚至低于現(xiàn)有追蹤式機(jī)器人，而且比其他腿式機(jī)器人成本低得多。采用當(dāng)前的發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)，我們沒法打造一個(gè)保持與Minitaur機(jī)器人一樣40厘米長(zhǎng)的直驅(qū)機(jī)器人。我們可以在同一個(gè)范圍內(nèi)造一個(gè)更笨重版本并擁有更好的有效負(fù)荷能力的機(jī)器人，但是我們必須做出犧牲而增加長(zhǎng)度。當(dāng)成本不是一個(gè)主要問題的情況下我們也在考慮為未來特定的用例修改/定制電機(jī)設(shè)計(jì)。

　　盡管如此，我們正在進(jìn)行的設(shè)計(jì)工作允許我們縮小Minitaur，當(dāng)有特定用途需要更小尺寸機(jī)器人時(shí)以較小的機(jī)殼和有效載荷容量提供相同的功能。請(qǐng)繼續(xù)關(guān)注這方面。

　　別擔(dān)心，Ghost Robotics，我們會(huì)拭目以待的。

　　哦，只是一個(gè)善意的提醒，Minitaur是真的，真的非常便宜，只需約1萬美元一個(gè)，這可是手版而不是量產(chǎn)的價(jià)格。 Ghost Robotics正在努力將Minitaur從面向研究人員的開發(fā)平臺(tái)轉(zhuǎn)換到到商業(yè)應(yīng)用版本，這也包括支持更多的傳感器，操作能力，更強(qiáng)的魯棒性和一些內(nèi)置的自動(dòng)化場(chǎng)景。

　　事實(shí)上，據(jù)我們所知，他們正忙于縮小機(jī)器人的尺寸同時(shí)也在積極降低成本，這讓我對(duì)前景非常期待——Ghost Robotics可能推出迷你Minitaur以使像我一樣的機(jī)器人愛好者可以輕松擁有。如果我還沒有表達(dá)非常清楚：我愛這個(gè)玩意兒并拼命的想擁有一個(gè)。