隨著機器人研發(fā)技術(shù)門檻逐漸降低，越來越多消費者看來十分“然并卵”機器人被發(fā)明出來——剪刀石頭布百勝零敗的機器人、會跳鋼管舞的機器人、陪你喝酒的機器人。近日，麻省理工學(xué)院（MIT）和馬薩諸塞大學(xué)阿默斯特分校的研究人員最近設(shè)計了一個新的仿人機器人，可以進行后空翻和其他雜技動作。
Credit: Chignoli et al
創(chuàng)建能夠進行雜技動作（如翻轉(zhuǎn)或旋轉(zhuǎn)跳躍）的機器人具有極高的挑戰(zhàn)性。除了硬件設(shè)計十分復(fù)雜之外，完成雜技動作這一任務(wù)對于運動規(guī)劃器和控制算法設(shè)計來說也難度不小。
為了執(zhí)行高動態(tài)行為，機器人通常需要有效地利用執(zhí)行器。然而，大多數(shù)現(xiàn)有的機器人設(shè)計并沒有完全解決與硬件有關(guān)的難題，例如在高扭矩/高速度運動中可能出現(xiàn)的電壓下降。
開發(fā)機器人軟件和控制器的研究人員之一Donghyun Kim說道，“在這項工作中，我們試圖提出現(xiàn)實的控制算法，使真正的仿人機器人執(zhí)行雜技行為，如后/前/側(cè)翻，旋轉(zhuǎn)跳躍，以及跳過障礙物。”
為了做到這一點，Kim和他的同事開發(fā)了一種新的方法，可以在運動規(guī)劃和控制期間處理與高動態(tài)機器人行為相關(guān)的約束。與他們提出的仿人機器人設(shè)計相結(jié)合，這種方法可以實現(xiàn)更多的動態(tài)運動，如雜技表演。
這個機器人由一個執(zhí)行器感知的Kino-動態(tài)運動規(guī)劃器和一個著陸控制器支持。在arXiv上預(yù)先發(fā)表的一篇論文中提出的這一設(shè)計，可以使仿人機器人進行后空翻和其他雜技動作。
這一新的人形機器人與過去開發(fā)的其他人形機器人之間最明顯的區(qū)別是執(zhí)行器。新的執(zhí)行器具有高度可逆驅(qū)動、快速準(zhǔn)確的扭矩控制和緊湊堅固的外形尺寸。
盡管會表演雜技的機器人對于消費者來說實際用途不大，但這代表了機器人技術(shù)的一大進步。“執(zhí)行動態(tài)運動對機器人來說是一種挑戰(zhàn)，因為它們的操作者必須首先了解硬件和軟件之間的關(guān)聯(lián)，”Kim說，“在這項工作中，我們試圖根據(jù)積累的機器人硬件經(jīng)驗和知識，在我們的控制算法中解決動態(tài)運動時的關(guān)鍵硬件限制。”
在未來，麻省理工學(xué)院的仿人機器人可以證明在完成廣泛的復(fù)雜任務(wù)方面具有很高的效率。同時，研究人員計劃在現(xiàn)實世界的場景中測試他們的設(shè)計、運動規(guī)劃器和控制算法。
參考資料：
https://techxplore.com/news/2021-05-mit-humanoid-robot-dynamic-robotic.html
