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Atlas机器人家族还所有其他脑洞大开的有趣成员 - 杏彩娱乐

Atlas机器人家族还有其他脑洞大开的有趣成员

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界面-江帆

还记得 2015 年美国国防部高级研究计划局(DARPA)在其主办的机器人大赛上说的那句玩笑话吗?“如果你害怕终结者的话,把大门锁紧就好了。”当时大部分的参赛机器人都完成不了开门这一简单动作,主办方戏谑又失落地抛出了这句玩笑话。而日前谷歌子公司波士顿动力公司(Boston Dynamics)发布的新版 Atlas 机器人的视频,彻底打破了以往机器人重心不稳、笨重迟钝的形象。

新版 Atlas 不仅能在崎岖不平的地形上行走自如,还能完成蹲下、拾物、开门等拟人动作。甚至在面对曲棍球棒的暴力戳撞时,它仍能保持自身的平衡。而最逆天的功能是什么?就是它深谙跌倒了要爬起来的道理,没错,在失去平衡跌倒后,它能迅速调整姿势重新自主站立起来。

“这绝对是个令人惊异的存在,”加州大学伯克利分校的机器人教授 Ken Goldberg 说,“与老版 Atlas 相比,新版的行动确实顺畅了许多。”这不寻常的顺畅程度令他十分惊讶,“突发事件会对机器人产生一定冲击,我们将其称为‘刺激’,应对‘刺激’对机器人来说是十分困难的。”Goldberg 说,尤其是当新版 Atlas 的胸部遭受曲棍球棒的戳捅时,它应激能力使人印象深刻,因为那正是重心所在。

新版 Atlas 在受到曲棍球棍的暴力戳撞后,仍能保持平衡。新版 Atlas 在受到曲棍球棍的暴力戳撞后,仍能保持平衡。

新版 Atlas 高约 5.9 英尺(约合 1.75 米),重约 180 磅(约合 82 千克),比老版 Atlas 更为精短、轻巧,老版 Atlas 高约 6.2 英尺(约合 1.9 米),重约 345 磅(约合 156 千克)。这是一款为户内外兼用设计而成的机器人,由电力驱动和液压系统制动。波士顿动力公司认为电动马达是不足以驱动一个重达 180 磅的机器人行走,因此保留了老版 Atlas 复杂精细的液压系统。其他足式机器人也采用这种方法。而将电力驱动的低噪音和液压驱动的高效率相结合,不失为一种合理的折衷方法。老版 Atlas 配有一个外部电源,而新版 Atlas 则升级为电池供电,外形更为时尚、噪音更小、行动更为敏捷。

新版 Atlas 搬起 10 磅重的盒子,并放置在货架上。新版 Atlas 搬起 10 磅重的盒子,并放置在货架上。

新版 Atlas 的内置传感器能保持躯体与腿部的平衡,头部配有激光雷达和立体视觉传感器,可避开障碍物、评估地形,并可以帮助导航。腿部的传感器能防止跌倒,所有这些配置使它能够在雪地中自主导航行走,搬运箱子,并在跌倒后自主站立。其中一些传感器似乎甚至能识别箱子或者门上的二维码或其他代码。

在 2015 于加州波莫纳举行 DARPA 机器人大赛上,仅使机器人保持直立是当时所有参赛团队最为头疼的问题之一。那些机器人的行走和跌倒姿势都十分滑稽而诡异。而跌倒后的机器人没有一个能自己爬起来。当时波士顿动力公司的参赛作品就是老版 Atlas,一旦摔倒,必须重新启动程序。

2015 年 DARPA 机器人竞赛上,老版 Atlas 机器人出尽洋相。2015 年 DARPA 机器人竞赛上,老版 Atlas 机器人出尽洋相。

新版 Atlas 的诞生为直立机器人带来了里程碑式的进步。在被推倒后,它不仅不会死机,而且还能自己重新站起来。在视频中我们可以看到地面铺着几层垫子,虽说目前透露的关于新版 Atlas 的稳定性信息并不全面,但与其他仿人机器人相比(比如 CHIMP),新版 Atlas 不知甩了它们多远。

新版 Atlas 在被推倒后,自己站了起来。新版 Atlas 在被推倒后,自己站了起来。

新版 Atlas 的这种动态平衡让我们想起了之前波士顿动力公司推出的 Big Dog 机器人,但还是很难相信动态平衡真的在直立机器人身上实现了。因为下肢在快速移动的同时仍要支持着上身,这是很难做到的。

目前我们尚不清楚新版 Atlas 的自主化程度到底有多高。从视频中可以看出,在户外行走的大部分时间里,它的激光雷达似乎并不旋转,这就意味着很有可能是有人在操控。并且,它完成的搬盒子动作看起来是自动的,但它将盒子放置到货架上时屏幕后方到底发生了什么,我们不得而知。

从左至右:老版 Atlas、新版 Atlas、BigDog、WildCat、AlphaDog。从左至右:老版 Atlas、新版 Atlas、BigDog、WildCat、AlphaDog。

波士顿动力公司是闻名全球的机器人工程技术厂商,它是美国一家工程与机器人公司,专门开发运动机器人和人类模拟软件,主要从事机器人的快速移动、负载和拟人行为等能力的研究。

1992 年,波士顿动力公司从麻省理工学院(MIT)分离出来独立经营,后一直从事军事项目的研发工作,与美国政府和军方关系密切,它与美国陆海空三军签订了诸多项目合同,获得大量研究资金。于 2013 年 12 月被谷歌收购,波士顿动力公司并不仅在仿人机器人领域占有领先地位,它们也从野生动物寻找灵感,制造了许多脑洞大开的机器人,下面我们就来细数波士顿动力公司机器人家族中的有趣成员。

Petman

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Petman 是一款用于测试化学防护服装的仿人机器人,自然又敏捷的运动对 Petman 来说是至关重要的,因为它需要模拟士兵在现实条件下对防护服的反应。

不同于以往运动受限且过度依赖机械支持的测试机器人,Petman 能够自主平衡,运动也更加自由;在接触化学战争物质的情况下穿着防护服完成行走,弯腰以及各种动作。Petman 调控自身的体温、湿度和排汗量来模拟人类在防护服下的反应,从而达到最佳的测试效果。

BigDog (大狗)

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BigDog 是一款能够适应复杂地形条件的机器人,能行走、奔跑、攀爬以及负载重物,由液压系统驱动引擎。BigDog 的四条腿和动物一样拥有关节,可吸收冲击,每迈出一步就回收部分能量,以此带动下一步。Big Dog 的体格与一只大狗或小骡子相当。大约 3 英尺(约合 0.9 米)长,2.5 英尺(约合 0.76 米)高,体重 240 磅(约合 109 千克)。

BigDog 的机载计算机能够控制躯体移动和过程传感器,还能处理通讯。其控制系统保持躯体平衡,在不同的地形选择不同的运动和导航方式。BigDog 的运动感测器包括:联合位置、联结力、接地触点、接地负载、一个雷射陀螺仪、一个激光雷达和立体视觉系统。它的其他传感器则专注监测内部各项指标状态,如液压、油温、引擎功能、电池充电情况等。

BigDog 的奔跑速度为 4 英里/时(约合 6.4 公里/时),最大爬坡度数为 35 度,可在废墟、泥地、雪地、水中行走,可负重 340 磅(约 154 千克)。该研究项目由 DARPA 提供资金支持。

LittleDog (小狗)

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Little Dog 是一款用来研究移动的四足机器人样机,研究人员用它来探测运动学、动态控制、环境感知与复杂地形移动之间的基本关系。目前 Little Dog 在麻省理工学院、斯坦福、卡内基梅隆大学、南加州大学、宾夕法尼亚大学等高校均有所应用,同时也是 DARPA 投资的先进机器人项目。

Little Dog 有四条腿,每条腿都分别有三个电机驱动,可移动范围非常大。这个小小的机器人能够爬坡、也能实现动力学运动步态,其机载 PC 电脑随身携带的 PC 级别的电脑用控制致动器、处理传感器信号和外界交流。Little Dog 的传感器主要负责测量关节角度、电机电流、体平衡和接地触点的状况,机载锂电池能保证 30 分钟的连续运行。并可通过无线通信和数据采集系统,可以进行远程遥控和数据分析。该项目由 DARPA 信息处理技术办公室提供资金支持。

CHEETAH (猎豹)

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CHEETAH 是目前世界上速度最快的腿式机器人,奔跑速度超过 29 英里/时(约合 47 公里/时),打破了之前 MIT 机器人在 1989 年创下的 13.1 英里/时(约合 21 公里/时)的记录。

猎豹机器人的背部结构是关节型的,能够随着每一个动作灵活地来回移动,提高了步幅和奔跑速度,这与动物的运动原理相差无几。它的驱动力来自外部的液压泵。DARPA 为该机器人的项目提供资金支持。

WildCat (野猫)

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Wild Cat 实际上是 CHEETAH 的自由运转版本,虽然它的速度尚未达到 Cheetah 的水平,但这种四腿机器人无论遇到哪种地形,也能以 16 英里/时(约合 25 公里/时)的速度奔跑。此外,它还可以快速跳跃和转身。

Sand Flea (跳蚤)

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Sand Flea 是一个只重约 11 磅(约合 5 千克)的侦察机器人。在平地上它能像遥控模型车一样飞驰,最重要的是,为躲避障碍它可跳起 30 英尺(约合 9.1 米)高左右,这弹跳力能轻而易举地跳过一面复合墙、房顶、一组楼梯的顶端。

在飞行过程中,Sand Flea 的内置陀螺仪使其保持水平状态,为机载摄像机提供清晰的视角,并能保证平稳着陆。每充电一次,Sand Flea 可弹跳

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25 次。美国军方为波士顿动力公司的该项目的研发提供资金支持杏彩注册

RISE

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RISE 是一款能够垂直爬行的机器人,墙壁、树木、栅栏等都不在话下。爬行过程中,RISE 的脚上附有很多微型爪,它们紧紧地吸附在物体表面上。RiSE 通过改变自身姿势符来适应不同的表面,随着高度的上升,它的“尾巴”有助于提高平衡。RISE 只有 25 厘米长,重约 2 千克,爬行速度为 0.3 米/秒。

RISE 共有六条腿,每条腿都由两个电动马达来驱动,机载电脑控制腿部的动作及通信,服务多个传感器,包括关节位置传感器、应变传感器和腿足部接触传感器。该项目由波士顿动力公司与宾夕法尼亚大学、卡内基梅隆大学、加州大学伯克利分校、斯坦福大学等高校的研究人员共同开发。DARPA 提供资金支持。

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点击次数:  更新时间:2018-07-29 00:00:00  【打印此页】  【关闭