13日，浙江大學(xué)杭州國際科創(chuàng)中心（簡稱科創(chuàng)中心）人形機(jī)器人創(chuàng)新研究院聯(lián)合鏡識科技有限公司、杭州凱爾達(dá)焊接機(jī)器人股份有限公司研發(fā)的四足機(jī)器人“黑豹2.0”正式發(fā)布。它是目前世界上跑得最快的“四足機(jī)器人”，速度可達(dá)到10米/秒，比肩博爾特。
男子田徑百米世界紀(jì)錄是博爾特在2009年創(chuàng)造的9.58秒成績。新研發(fā)的“黑豹2.0”比博爾特只略慢一點(diǎn)點(diǎn)，它形似“機(jī)器猛獸”，整體重量為38kg，站立高度0.63m，身披科技感十足的“戰(zhàn)甲”。這款“足式機(jī)器人”的研發(fā)成功，可以說是探索機(jī)器人性能邊界的一次重大突破。
科創(chuàng)中心人形機(jī)器人創(chuàng)新研究院金永斌研究員介紹，研發(fā)黑豹2.0過程中，團(tuán)隊(duì)以動力學(xué)為支點(diǎn)，撬動機(jī)器人每一寸骨骼設(shè)計(jì)，并學(xué)習(xí)黑豹、跳鼠等自然動物在髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、腳掌等運(yùn)動構(gòu)型上的特征，對黑豹高速運(yùn)動過程中的強(qiáng)度、韌度、力度、限度、精度、密度、流暢度等多方位進(jìn)行提升，實(shí)現(xiàn)了小身軀與大能量并存。
黑豹2.0“快”的背后，是團(tuán)隊(duì)對機(jī)器人動力學(xué)有了突破性研究。金永斌指出，要實(shí)現(xiàn)黑豹的四條腿不再“孤軍奮戰(zhàn)”，“我們充分利用惠更斯耦合擺原理，讓它的四足協(xié)調(diào)成統(tǒng)一的步態(tài)，形成一股合力達(dá)成高速沖刺?！?nbsp;
為進(jìn)一步降低高速奔跑時(shí)機(jī)器人沖擊瞬間的地面作用力、減少運(yùn)動能耗，團(tuán)隊(duì)使用彈簧安裝在黑豹2.0的膝關(guān)節(jié)作為緩沖器；為進(jìn)一步打破黑豹6m/s奔跑時(shí)小腿必然折斷的魔咒，團(tuán)隊(duì)又研發(fā)了“仿跳鼠碳纖維小腿”，做到了在重量僅提升16%的情況下剛度提升135%。“最后，我們仿照獵豹的利爪，給黑豹2.0定制了特殊的‘跑鞋’，使其抓地性能提升200%，讓黑豹做到每一步快如閃電卻又穩(wěn)如泰山。”
當(dāng)前，足式機(jī)器人已取得長足的進(jìn)步。但是速度跟動物相比，仍然存在不小的差距，為什么會有這樣的現(xiàn)象？
科創(chuàng)中心人形機(jī)器人創(chuàng)新研究院院長王宏濤解釋，在控制方面，動物具有長期學(xué)習(xí)所形成的經(jīng)驗(yàn)，足式機(jī)器人每一步都要重新學(xué)習(xí)。所以必須采用人工智能的辦法，對以往的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，在遇到具體情況時(shí)，才能“條件反射”式地做出步態(tài)調(diào)整。
“通過軟件與元器件結(jié)合，我們僅花費(fèi)三個(gè)月，就形成了原型樣機(jī)，已經(jīng)能夠媲美目前世界上最先進(jìn)的四足機(jī)器人?！睋?jù)王宏濤介紹，在研發(fā)黑豹2.0的過程中，團(tuán)隊(duì)實(shí)現(xiàn)了機(jī)器人正向設(shè)計(jì)和高功率密度的電機(jī)驅(qū)動器研發(fā)等兩大顛覆性突破，為下一代工業(yè)四足機(jī)器人的研發(fā)奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。
