智東西編 |偉鴻導(dǎo)語(yǔ)：Centauro公司全新救援機(jī)器人發(fā)布，采用輪、腿混合動(dòng)力驅(qū)動(dòng)。我們從美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中學(xué)到的一件事是：機(jī)器人有腿走路是很有用的。但更有用的是，它可以靈活運(yùn)用多種模式的移動(dòng)能力，同時(shí)可以根據(jù)不同的情況進(jìn)行切換。在剛果民主共和國(guó)，我們看到了各種不同的設(shè)計(jì)，但最獨(dú)特的方法之一來(lái)自德國(guó)波恩大學(xué)（University of Bonn）的莫邁羅（Momaro）機(jī)器人。 莫邁羅采用了“半人馬”的設(shè)計(jì)，四條腿的底部有輪子（像有輪子的四足動(dòng)物），與一個(gè)有頭和手臂的人形上半身相連。它是剛果民主共和國(guó)排名最高的歐洲機(jī)器人，僅用34分鐘就完成了近乎完美的奔跑。我們一直在想，“半人馬”的設(shè)計(jì)是否會(huì)啟發(fā)其他的災(zāi)難救援機(jī)器人，現(xiàn)在我們知道，答案是肯定的。 今天，一個(gè)由歐洲研究團(tuán)體組成的聯(lián)盟發(fā)布了一個(gè)新的半人馬機(jī)器人，名為Centauro。這個(gè)機(jī)器人是由Nikos Tsagarakis領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)在意大利理工學(xué)院（IIT）制造的。Nikos Tsagarakis是位于熱那亞的IIT類人及以人類為中心的機(jī)電一體化實(shí)驗(yàn)室的負(fù)責(zé)人。
 

 

　　從外觀上看，Centauro機(jī)器人擁有和其他IIT類機(jī)器人，如WALK-MAN相似的堅(jiān)固性能，這意味著這是一個(gè)既能作為研究工具，又能在現(xiàn)實(shí)世界中發(fā)揮作用的機(jī)器人。”盡管體型高大，但Centauro比視頻中看起來(lái)也更加靈活。它由輕金屬及3D打印塑料外殼制成。里面有配有同時(shí)處理多種需求的三臺(tái)計(jì)算機(jī)。 Centauro機(jī)器人之所以被稱為半人馬有一半原因是因?yàn)樗耐龋篊entauro的腿有6個(gè)自由度，可以通過(guò)旋轉(zhuǎn)和伸展臀部、膝蓋和腳踝來(lái)實(shí)現(xiàn)關(guān)節(jié)的運(yùn)動(dòng)。機(jī)器人可以采用不同的配置，比如四足機(jī)器人的典型的腿部配置，包括內(nèi)、外膝關(guān)節(jié)，以及蜘蛛腿的配置，更有利于機(jī)器人操縱大型工具。車(chē)輪允許機(jī)器人發(fā)揮基于輪子的移動(dòng)性，由鋁合金制成，其外層用彈性體材料進(jìn)行過(guò)模，從而保證了粘阻尼接觸，同時(shí)在地面上滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生適當(dāng)?shù)哪Σ痢?而另一半原因在于軀干：Centauro機(jī)器人能夠使用人類工具來(lái)執(zhí)行操作任務(wù)，并且能夠顯示出比一般成年人更高的操作強(qiáng)度。它的輕質(zhì)臂（10.5公斤）顯示有效載荷比大于1:1;因此，單臂的有效載荷約為11公斤。此外，它的高性能和抗沖擊彈性驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)允許機(jī)器人執(zhí)行需要?jiǎng)×椅锢斫换サ牟僮魅蝿?wù)，而不會(huì)對(duì)機(jī)器人部件造成物理?yè)p傷。 這類設(shè)計(jì)的理念在于，這種四足動(dòng)物和類人動(dòng)物的結(jié)合優(yōu)化了穩(wěn)定性和移動(dòng)性，同時(shí)允許遠(yuǎn)程操作人員更直觀有效地控制機(jī)器人的臂膀和手。像這樣的機(jī)器人在災(zāi)難場(chǎng)景中的有效性和效率取決于它們的控制界面有多直觀、有效。 為了解更多的細(xì)節(jié)，IEEE團(tuán)隊(duì)采訪了Nikos Tsagarakis，正是他領(lǐng)導(dǎo)的IIT團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)了Centauro機(jī)器人。 IEEE：“你能談?wù)凜entauro機(jī)器人和Momaro機(jī)器人有什么關(guān)系嗎？” Nikos Tsagarakis:“ Centauro機(jī)器人的視覺(jué)感知系統(tǒng)遵循著Momaro開(kāi)發(fā)的原理和傳感器安排。Centauro機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)也受到Momaro的啟發(fā)。但是與Momaro相比，Centauro的腿部運(yùn)動(dòng)學(xué)有所不同，在調(diào)整腿部末端執(zhí)行器（輪子）相對(duì)于地形的方向時(shí)提供了更多的靈活性。此外，Centauro的操縱能力和運(yùn)動(dòng)學(xué)也有很大的不同，它具有更好的操縱能力和強(qiáng)度。Centauro的軀干也有靈活性，這是Momaro所沒(méi)有的。”
 

 

　　IEEE：“IIT已經(jīng)開(kāi)發(fā)了許多用于雙足機(jī)器人項(xiàng)目的專業(yè)技術(shù)，為什么現(xiàn)在要造一個(gè)四條腿的機(jī)器人呢?” Nikos Tsagarakis:“類人機(jī)器人無(wú)疑是IIT團(tuán)隊(duì)的主要研究方向，因?yàn)槲覀兿嘈?，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這種身體設(shè)計(jì)將更有效地在人類基礎(chǔ)設(shè)施中發(fā)揮作用。Centauro機(jī)器人實(shí)際利用的技術(shù)以及驅(qū)動(dòng)、設(shè)計(jì)原則、控制系統(tǒng)等都在我們的類人形機(jī)器人開(kāi)發(fā)線上,它代表著我們致力于將技術(shù)轉(zhuǎn)化為實(shí)際應(yīng)用的努力。我們都知道，類人機(jī)器人想要在現(xiàn)實(shí)中穩(wěn)定運(yùn)行仍需要一些時(shí)間。Centauro機(jī)器人混合了輪式與腿式機(jī)器人的特點(diǎn)，從而使它更容易使用。我還要指出，我們的類人發(fā)展線沒(méi)有被拋棄，仍在同樣努力，在不久的將來(lái)會(huì)有新的成果出現(xiàn)。” IEEE：“開(kāi)發(fā)機(jī)器人最大的技術(shù)挑戰(zhàn)是什么?你是如何解決這個(gè)難題的？” Nikos Tsagarakis:“我們想設(shè)計(jì)一個(gè)在保持自身尺寸和重量接近成年人的同時(shí)還能有和成年人相似的肢體動(dòng)作的的機(jī)器人，這不是一項(xiàng)簡(jiǎn)單的任務(wù)，而且需要在原有的設(shè)計(jì)基礎(chǔ)上進(jìn)行實(shí)質(zhì)性的升級(jí)。例如，Centauro機(jī)器人的手臂重量只有WALK-MAN的一半，但仍然具有更強(qiáng)的力量和體力。” IEEE：“你希望明年Centauro能達(dá)到什么程度？你對(duì)它的未來(lái)規(guī)劃是什么？” Nikos Tsagarakis:“一個(gè)目標(biāo)是機(jī)器人在越來(lái)越復(fù)雜的移動(dòng)操作任務(wù)中能有更好的表現(xiàn)，這些任務(wù)將涉及高負(fù)荷和苛刻的物理交互——換句話說(shuō)，就是類似于人類災(zāi)難救援者遇到的情況。另一個(gè)目標(biāo)是不斷提高機(jī)器人自主完成任務(wù)的能力，因?yàn)槲覀冎荚谔岣邫C(jī)器人的整體效率，以及在最少操縱者環(huán)境下的效率最大化。”