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仿人机器人脚踩“风火轮”能跨“一字马”?广工这位年轻教授怎么做到的?

2018-03-23 15:30 来源:南方网 姚瑶 董天健

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  南方网讯(全媒体记者/姚瑶 摄影/董天健)仿人机器人一直是全球热门的研究领域,如何优化机器人的姿势更是其中重点。

  这两天,国际著名科技杂志IEEE Spectrum(美国电气电子工程师学会科技纵览)官网刊登了广东工业大学自动化学院自控系副主任黄之峰团队的一项新成果,他们创新性地把涵道风机装在机器人的脚掌上,使得机器人能调节自身重力维持平衡,跨着“一字马”越过大尺度的障碍。

  昨天,记者刚走进黄之峰团队的实验室,就看到名叫Jet-HR1(喷射仿人机器人1号)的双足机器人,它重6.5千克,高65厘米, 形状像人的下半身。

  Jet-HR1两只脚掌前端装有形似“风火轮”的涵道风机引擎,风机重量232克,但是输出的推力可达2.3千克, 将近机器人总重量的三分之一。一启动,涵道风机的推力就使得机器人前后腿平稳跨过45厘米宽的沟,从计算数据到完成全部动作不超过一分钟。

  你可能会疑问,前后脚跨个沟,这有什么难的?

  你可以站起来试一试,远距离的迈步,身体是否会向前倾?这是我们在调节自身重心,让自己不会摔倒。但机器人的重力自主调节则是个大难题。

  黄之峰介绍,目前全世界对双足机器人的研究主要集中在跨越垂直高度的障碍物上,对水平跨越大尺度障碍未作考虑。水平跨越的难度在于,如何调节好机器人的重心,使之远距离跨越但不会倒,在此基础上,还要考虑如何用最小的涵道风机推力顺利完成动作。

  “通过2年的研究和不断优化,Jet-HR1能跨过45厘米的沟,这一宽度达到了它腿长的97%,在其他仿人机器人研究中,这个数据一般只有20%。”黄之峰说。

  面对远距离的障碍,Jet-HR1是跨过去的,跳过去是否也可以呢?黄之峰说,这项研究跟自己的亲身经历有关。

  他在东京大学就读博士期间,2011年亲身经历日本311大地震,他注意到,在地震废墟中,仿人机器人难以在复杂情况下完成大尺度障碍的跨越。跳跃虽能越过障碍,但其着地时的冲击力会可能会造成二次坍塌。因此,脚踩“风火轮”能跨“一字马”的Jet-HR1成为仿人机器人在复杂环境平稳行走提供了新思路。

  “我们致力于做最前沿的机器人研究,期待我们提供的解决办法能应用到未来生活的方方面面。”黄之峰说。

编辑: 曾剑峰
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