在今天剛發(fā)布的一段視頻中，Minitaur機器人展示了如何通過動態(tài)調(diào)整步態(tài)來應(yīng)對各種地形。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)之一是擴展Minitaur的行為使得機器人可以“穿越廣泛的地形環(huán)境和真實世界中的操作場景，”他補充說，Ghost Robotics同時也認為“腿式機器人不僅在各種環(huán)境和地形相對輪式機器人和軌道式機器人具有更卓越的基準(zhǔn)移動性，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，雷鋒網(wǎng)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這樣的腿式機器人與輪式或軌道式機器人相比有何不同？
Ghost Robotics: 在一個平坦的表面上沒有障礙物的路徑，輪式機器人比追蹤式，腿式，甚至空中機器人更高效。在沙子，泥土和粗糙的地形，追蹤式機器人優(yōu)于輪式機器人。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，相對于追蹤式機器人，腿式機器人是無與倫比的。即使適度的物體和障礙物可以被追蹤式機器人克服，與動態(tài)腿式機器人相比在大片廣闊連綿地非結(jié)構(gòu)化地形上追蹤機器人的能效會降低。
另一個優(yōu)點是，腿式機器人通常具有比相似尺寸的追蹤式或空中機器人擁有更多的驅(qū)動自由度，（并且那些額外的驅(qū)動自由度）可以應(yīng)用于諸如重新定向，操縱和使機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景下，追蹤式的設(shè)備在到達被困住的點之前能夠做到很好，但是它們逃生能力非常有限，而Minitaur將具有更大的機動性和脫困能力。此外，為了獲得開門能力，你必定需要在輪式，追蹤式或者空中機器人身體上附加一個機械臂，而我們已經(jīng)展示了Minitaur其身體不做任何修改而擁有這個能力。
采用腿式機器人的主要挑戰(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)計為允許在高頻帶下對其肢體進行非常靈活且通用的軟件控制，這使得控制設(shè)計者能夠隨時間推進自由地持續(xù)改進的控制算法（而不需要修改機器人本體）。
“直驅(qū)促動器本身就很堅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：在做戶外動態(tài)測試的時候，你對于Minitaur的耐久性有什么樣的經(jīng)驗？
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機器人原型進行詳盡的物理實驗，這是相當(dāng)不容易（和充滿樂趣）的。而且某些方式造成的機器損害導(dǎo)致現(xiàn)場修復(fù)并不容易。從高處跌落可能讓鋁制機械腿變彎，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。機殼即使按當(dāng)前的設(shè)計狀態(tài)來說也是相當(dāng)堅固的，并且對電機進行了充分的保護，因而機械腿成為首要的關(guān)注。直驅(qū)促動器本身就很堅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器人相比，Minitaur的核心設(shè)計原則之一是其低機械復(fù)雜性。追蹤式機器人看起來很簡單，但懸掛機制非常復(fù)雜，這導(dǎo)致其損傷后很難被修復(fù)。如果追蹤機器人的胎面或懸掛機構(gòu)在行進中被損壞，它只能夠原地打轉(zhuǎn)，但是如果Minitaur機器人的腿被彎曲或者被固定住了，它可以繼續(xù)跛腳前進。
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:一個非?；镜睦邮遣綉B(tài)被設(shè)計為用實時反饋來對擾動作出響應(yīng)（如腳趾在冰上滑動，或者在巖床上行走的不均衡性）。如果你仔細觀察Minitaur在冰上行走的視頻，你可以看到當(dāng)機械腿開始打滑的時候會循環(huán)往復(fù)移動得更快，并且總是在身體下擺動和重新定位，以防止身體跌落到地上。常規(guī)的設(shè)計多腿步行的方式是使用以固定“時鐘”信號觸發(fā)固定頻率（并通常沿著固定軌跡）移動腿。顯然，當(dāng)機械腿開始以剛性運動架構(gòu)滑動和移動時，保持機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)運動的工作？
Ghost Robotics:我們已經(jīng)在我們的第一個視頻中展示了利用機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)用實例，我們期望在未來的設(shè)計中機械腿的附件可以在現(xiàn)場互換。
我們還正在與一個私密的客戶進行定制化改造，以利用Minitaur作為一個水面和水下的游泳機器人，或潛水器平臺，在海底或河床底使用腳蹼進行工作。如果你觀察Minitaur機械腿收縮動作的過程，你就會明白我們?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。我們的機器人相對安靜（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）。
“如果追蹤機器人的胎面或懸掛機構(gòu)在行進中被損壞，它只能夠原地打轉(zhuǎn)，但是如果Minitaur機器人的腿被彎曲或者被固定住了，它可以繼續(xù)跛腳前進。“
IEEE Spectrum：Minitaur僅僅使用兩條腿能走多遠？是否有可能在保持平衡的時候與其他兩條腿一起控制？
Ghost Robotics:雙足行走的研究是一個進行中同時也是一項非常有挑戰(zhàn)性的工作--我們不認為目前世界上有另一個僅使用4個驅(qū)動器的3D雙足機器人。當(dāng)然我們很滿意我們已經(jīng)取得的進步。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)的時候趴下變回4足行走。我們會繼續(xù)研究并且打算讓它盡可能的長時間保持雙足狀態(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擴展為中型（或更大）的腿式機器人前景如何？
Ghost Robotics:我們推高了目前使用的商用電機基本的極限扭矩密度。所選電機對于機器人保持低價格至關(guān)重要,甚至低于現(xiàn)有追蹤式機器人，而且比其他腿式機器人成本低得多。采用當(dāng)前的發(fā)動機技術(shù)，我們沒法打造一個保持與Minitaur機器人一樣40厘米長的直驅(qū)機器人。我們可以在同一個范圍內(nèi)造一個更笨重版本并擁有更好的有效負荷能力的機器人，但是我們必須做出犧牲而增加長度。當(dāng)成本不是一個主要問題的情況下我們也在考慮為未來特定的用例修改/定制電機設(shè)計。
盡管如此，我們正在進行的設(shè)計工作允許我們縮小Minitaur，當(dāng)有特定用途需要更小尺寸機器人時以較小的機殼和有效載荷容量提供相同的功能。請繼續(xù)關(guān)注這方面。
別擔(dān)心，Ghost Robotics，我們會拭目以待的。
哦，只是一個善意的提醒，Minitaur是真的，真的非常便宜，只需約1萬美元一個，這可是手版而不是量產(chǎn)的價格。 Ghost Robotics正在努力將Minitaur從面向研究人員的開發(fā)平臺轉(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，更強的魯棒性和一些內(nèi)置的自動化場景。
事實上，據(jù)小編所知，他們正忙于縮小機器人的尺寸同時也在積極降低成本，這讓我對前景非常期待——Ghost Robotics可能推出迷你Minitaur以使像我一樣的機器人愛好者可以輕松擁有。如果我還沒有表達非常清楚：我愛這個玩意兒并拼命的想擁有一個。
