8月26日，太原理工大學研究生團隊創(chuàng)作的四足仿真機器人，獲得“申昊杯”第四屆中國研究生機器人創(chuàng)新設計大賽全國總決賽一等獎，而且還獲得了兩項專利，分別是多模態(tài)輪腿分離四足機器人和可分體的多模態(tài)輪腿分離四足機器人。
10月25日，山西晚報記者采訪了團隊的老師張金柱和隊長曹建冬。目前，該團隊還在這一項目加快進度，調整機器人，進行原地踏步、行走、跳躍、爬樓梯等各種復雜動作。
回憶參賽過程既自豪又有壓力
說起創(chuàng)作這一項目的初衷，團隊成員表示，當時想在煤礦巡查方面，用四足機器人來代替人工巡查，提高效率，保障人員安全?，F(xiàn)在看來，它可以用在鐵路、電力方面的巡檢等，前景非常寬泛、長遠。
“申昊杯”第四屆中國研究生機器人創(chuàng)新設計大賽，在業(yè)內有相當?shù)挠绊懥Γ衲暧烧憬髮W承辦。參加的大學院校有200多個，隊伍有800多支，能夠在如此激烈的競爭中脫穎而出，團隊隊長曹建冬非常有感觸。
“回憶參賽經(jīng)歷，既有自豪感，也倍感壓力。”曹建冬說，最讓他記憶猶新的是在特等獎爭奪中，他們輸給了實力強大的另外兩所院校。
初賽是在5月到6月底進行，需要提交動畫建模、申報書等各種材料，闡述團隊的想法、技術、條件，由評委會來決定能否進入決賽。
8月7日進入決賽，在8月23日之前，需要準備視頻、仿真結果、PPT、海報等等。
8月22日，團隊5人動身去了浙江大學。比賽期間，他們見到了龐大的參賽隊伍，也細心準備著自己的答辯材料，在相關區(qū)域展示太原理工大學四足機器人的海報、視頻。
在小組賽里，曹建冬先代表團隊闡釋該項目的主要創(chuàng)新點。一般而言，四足機器人有的用輪式，有的用腿式前進。他們這款機器人則輪腿結合，在相對平坦路面使用輪式前進，可以提高速度，在有障礙物的路面使用腿式，可以跨越障礙物。
隨后，他們小組中的4人參加了小組4人現(xiàn)場答辯，從背景、機械結構、多種模態(tài)、控制系統(tǒng)、理論、仿真結果等方面一一作了介紹，并對實物單腿跳躍作了展示。
一天晚上10點，團隊被通知將要參加特等獎爭奪戰(zhàn)，5人連夜改進方案、準備回答評審專家的提問。
曹建冬說，這次特等獎有2名，一等獎有15名，二等獎有30名。獲得特等獎的大學項目更加成熟，研發(fā)時間在5年以上，5個博士一起上陣，而他們才開始兩年多，成員也是研究生一二年級，與對方差距確實不小。
8月26日頒獎，曹建冬上臺領到了一等獎。
研發(fā)時困難不少
說起四足機器人的創(chuàng)作背景，帶隊老師張金柱介紹，山西是礦產(chǎn)資源大省，為了保障礦井生產(chǎn)的現(xiàn)代化，進一步減少礦井安全事故，無人化作業(yè)場景及對井下危險因素的實時監(jiān)測技術亟待發(fā)展，他們研究的可分體多模態(tài)四足機器人能夠代替礦井勘探人員進入未知環(huán)境進行高效勘探，并對作業(yè)場景危險因素進行預警，從而預防事故發(fā)生，保障礦井人員生命安全，減少經(jīng)濟損失。
兩年來，研究遇到了不少困難。比如拿單腿跳躍來說，剛開始，電機等各項硬件設備進行測試，發(fā)現(xiàn)只能跳不到10厘米，后來發(fā)現(xiàn)電機的供電不足，又更換了電機，優(yōu)化了算法，使得機器人能跳25厘米。
后來又要把仿真加進去，比如四足機器人向前做拋物線跳躍，落地再跳，這樣連起來就形成了向前奔跑。之后，又加了落地緩沖效果，這樣更加流暢，也保護了電機。
這個機器人的材料大部分是鋁合金，不好制作零配件，學生和老師找到了周圍一個工廠的加工師傅，提供零配件的圖樣，對方制作好了，他們再來組裝，需要調整的再去仔細打磨。
未來前景很廣
研究生師生團隊現(xiàn)在都憋著一口氣，四足機器人在山西首屈一指，但是在全國還處于追趕階段，因為有比他們更加先進的技術、理論以及實物。
10月25日，山西晚報記者見到張金柱老師，他說，目前正在給四足機器人加陀螺儀，這是起平衡作用的，相當于人類的小腦。沒有加陀螺儀之前，機器人如果發(fā)生傾斜，自己是不會糾正的，加入以后，它能在行進中動態(tài)調整自己的平衡狀態(tài)。
再往后，機器人要做原地踏步、行走、跳躍、爬樓梯的模式和實測活動，將來，四足機器人可以廣泛應用到礦井巡檢、鐵路巡檢、電力工廠巡檢等更多、更廣闊的領域。
“我們始終堅信，經(jīng)過不懈的努力，我們和全國四足機器人的差距會逐漸拉近，甚至超過他們。”太原理工大學師生們表示。山西晚報記者宋俊峰
