仿人機(jī)器人竟然能起飛！
日前，廣東工業(yè)大學(xué)黃之峰副教授研究團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一款新型具備飛行能力的仿人機(jī)器人，并初步完成了樣機(jī)起飛實(shí)驗(yàn)。該機(jī)器人利用矢量推進(jìn)控制的方法，首次實(shí)現(xiàn)了仿人機(jī)器人的可控起飛。
該仿人機(jī)器人被命名為Jet-HR2，自2019年開始研發(fā)，其主要目的是為了驗(yàn)證利用噴氣推進(jìn)系統(tǒng)提高足式機(jī)器人在復(fù)雜地形環(huán)境中的運(yùn)動能力的可能性。
黃之峰介紹，在實(shí)際災(zāi)害場景中，救援任務(wù)往往具有急迫性，對機(jī)器人到達(dá)任務(wù)執(zhí)行點(diǎn)的時間有非常高的要求。仿人機(jī)器人依靠步行或爬樓梯等方式移動，會受到環(huán)境障礙等的制約，尤其是要到達(dá)較高的任務(wù)執(zhí)行點(diǎn)時。“我們的項(xiàng)目展示了一種全新的可能性，利用噴氣推進(jìn)的方式進(jìn)行飛行或長距離跳躍，可以使機(jī)器人快速到達(dá)指定地點(diǎn)完成任務(wù)。”黃之峰說。
這款新型的仿人機(jī)器人（含電池）自重17kg，額定總推力達(dá)到190牛。整臺機(jī)器人包括了10個關(guān)節(jié)，由無刷直流電機(jī)和諧波減速器驅(qū)動。四個涵道風(fēng)機(jī)作為機(jī)器人的推進(jìn)器，分別安裝在腰部及腳掌。
為了克服機(jī)器人自身推重較小，難以進(jìn)行穩(wěn)定姿態(tài)控制的難題，研究團(tuán)隊(duì)提出了對腳掌推進(jìn)器進(jìn)行矢量控制的方式。通過控制機(jī)器人關(guān)節(jié)實(shí)現(xiàn)對安裝在機(jī)器人腳掌上的涵道風(fēng)機(jī)推力朝向進(jìn)行動態(tài)調(diào)整，最終成功抑制了機(jī)器人起飛過程中由于質(zhì)量分布誤差等問題造成的俯沖及自轉(zhuǎn)運(yùn)動，實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定起飛。
“80后”的黃之峰近年來一直在鉆研仿人機(jī)器人研發(fā)工作。他在東京大學(xué)就讀博士期間，2011年曾親身經(jīng)歷日本“3?11”大地震。他由此獲得靈感，要讓仿人機(jī)器人在復(fù)雜地形遠(yuǎn)距離跨越障礙。“當(dāng)時房屋坍塌、地面垮塌等情況非常嚴(yán)重，我們做機(jī)器人的老師同學(xué)就在想，機(jī)器人研究了這么多年，為什么還不能有仿人機(jī)器人代替人類，走進(jìn)廢墟救人呢？”2018年，他的團(tuán)隊(duì)曾創(chuàng)新性地把形似“風(fēng)火輪”的涵道風(fēng)機(jī)裝在機(jī)器人的腳掌上，使機(jī)器人能調(diào)節(jié)自身重力維持平衡，跨著“一字馬”越過大尺度的障礙。此次新型具備飛行能力的仿人機(jī)器人試飛成功，離他的科研理想更進(jìn)一步。
【記者】姚瑤
【作者】 姚瑤
