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美国研制出玩滑板车双足机器人Cassie,终结者T800机器人或将成真

2018年07月08日 机器人 暂无评论 阅读 309 次

4月26日,美国密西根大学对外展示了一款名叫卡西(Cassie)的双足机器人。该机器人不仅可以穿越火场,还能够驾驭Segway滑板车,这有助于人类打造真正的自动化消防机器人,看起来《终结者》里的T800机器人或将成真。

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卡西(Cassie)的双足机器人

卡西机器人是由密西根大学机器人学家杰西格里兹尔(Jessy Grizzle)的实验室所研制,机器人专家正在使用这个实验性研究平台来掌握双足机器人的运动特征。研制卡西的目的在于,打造一个执行有用任务并使人类摆脱危害的机器人平台。西格里兹尔及其团队正在开发所有的基础架构,并打算将卡西双足机器人打造成机器人通用平台,开放其研究代码,从而可以让其他研究人员自行加载自己开发的双足机器人运动代码继续实现各种功能。

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加载自己开发的双足机器人运动代码继续实现各种功能

其实,卡西也是多方合作的产物,其原型来自机器人初创公司ATRIAS robots。此前,ATRIAS robots公司创始人Jonathan Hurst带领的科研团队曾打造出三款著名的机器人:MABEL,ATRIAS和密西根大学的MARLO(同为ATRIAS系列)。最早的MABEL只能限制在平面上进行2D行走。ATRIAS是第一个实现类人步态的机器人,它的质心轨迹和地面反作用力的曲线是和人走路时完全一样的。但ATRIAS并不是一个高效的机器人,而仅能用作科学论证。值得注意的是,Hurst和密西根大学的杰西格里兹尔有近十年的合作关系:ATRIAS robots负责硬件研制,杰西格里兹尔团队主要负责机器人的软件和算法研发。

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ATRIAS是第一个实现类人步态的机器人

在杰西格里兹尔的“动态足行机器人实验室”里,ATRIAS被重新命名为MARLO。在卡西公布之前,MARLO已经在学术界获得了极高的知名度。2016年杰西格里兹尔在MABEL的基础上,成功研发双足机器人——MARLO,它能够在没有其他支持的情况下在复杂路面上正常行走,MARLO机器人具备“3D行走”功能,意味着能够以任意角度进行行走。

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它在玩滑板车

卡西汲取了ATRIAS的设计经验,重新设计了电机和传动装置,使得它比上一代更加小巧,能量利用更高效。虽然离自动化的消防机器人还有很长的路要走,但是卡西的诞生和最近开发的动态步行控制算法在这个方向上迈出了重要的一步。为了掌握在复杂多变的环境下机器人的性能,团队不仅让卡西在火中行走,还想卡西像人类一样玩Segway滑板车。

目前,卡西已经能初步驾驭Segway了:通过保持直立将重心保持在滑板车上,然后通过向前或向后倾斜来加速或减速。此外与人类不同的是,卡西不会因为受到惊吓而跳下滑板车。但在模拟火灾场景测试过程中,卡西的步伐仍然略显笨拙,格里兹尔和他的团队在不断调整卡西迈步的算法,以应付不同状况(比如火灾现场)。

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迭代升级历史

虽然目前看来,卡西还达不到人类行走的灵活度,在碰到诸如倒下的树枝等障碍物时往往会挣扎,但这些都是推动平台前进的挑战。从理论上说,卡西可以做到任何人类消防员无法做到的事情。让一个双足机器人使用Segway滑板车,是为了使这个平台能够适应极端的应用。

同样是双足机器人,波士顿动力公司的Atlas机器人可以做后空翻,这似乎要比卡西更厉害。但事实上,Atlas也有其缺点:虽然它的液压传动机构非常结实,但体积庞大。相比之下卡西则采用更纤薄的电子设计。因此,尽管阿特拉斯可能在特殊情况下爆发出强大的力量,但卡西可能会在拥挤的空间中更加巧妙的移动。

目前,杰格里兹尔及其团队正在逐渐让卡西移动得更快,或者更好地处理不平坦的地形。这无疑将有助于打造一个可以在现实中自主走动的双足机器人。或许在不久的将来,我们就能在消防火灾现场见到这种双足机器人的身影。

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