有腿的机器人正准备在我们中间行走

本月早些时候,一家名为Agility Robotics的公司发布了其有史以来的第一款机器人:一款名为Cassie的两足机器人,看起来像一只无头、无翼的鸵鸟。卡西有反向的膝盖,电动的脚踝,可以在不同的地形上行走。它甚至可以在腹部被踢后存活下来(这是测试机器人自我平衡能力的最快方法,尽管不是最仁慈的方法)。但是像卡西这样的两足机器人真的是未来吗?为什么不使用轮子、轨道或更多的腿?为什么让生活变得困难?...

本月早些时候,一家名为Agility Robotics的公司发布了其有史以来的第一款机器人:一款名为Cassie的两足机器人,看起来像一只无头、无翼的鸵鸟。卡西有反向的膝盖,电动的脚踝,可以在不同的地形上行走。它甚至可以在腹部被踢后存活下来(这是测试机器人自我平衡能力的最快方法,尽管不是最仁慈的方法)。但是像卡西这样的两足机器人真的是未来吗?为什么不使用轮子、轨道或更多的腿?为什么让生活变得困难?

根据Agility Robotics首席执行官Damion Shelton的说法,使用两足机器人有很好的理由,但这项技术需要一段时间才能赶上。他说,最大的优势是腿型机器人可以在为人们设计的地点无缝运行。

“如果你从设计角度考虑人类,我们设计的是在极其杂乱的环境中非常敏捷,”Shelton告诉边缘。他说,当涉及到“传统建筑”——即只有楼梯通道的建筑,或者有困难的台阶或壁架的建筑时,腿机器人将比有轮子的建筑更有能力。”或者,如果你想在地面执行你正在执行的任务,比如包裹交付或现场检查。”

谢尔顿提供了一个三维扫描铁路车场的例子。你可以用无人机绘制一个院子的地图,但它必须在周围盘旋,进出建筑物,并且可能需要监督。轮式或履带式机器人在爬楼梯或在不平的地形上行走时也会遇到问题。但是一个有腿的机器人可以像人类一样移动。类似的其他用例包括军事和灾难响应场景的侦察,如探索失效的核反应堆或地震震中。

谢尔顿说:“我们并不是说这是所有问题的正确解决方案。”特别是在高度工程化的环境中,比如在现代工厂中,你需要重型起重能力。是啊,用轮子!”

尽管Agility Robotics对两足行走的可能性充满信心,但该方法仍面临独特的挑战。在复制人体运动时,工程师们将人体肌肉骨骼系统作为模型,用有机肌肉替换机械等效物。谢尔顿说,在这一点上,我们没有像人类肌肉那样强大或高效的马达,这使得机器人速度慢、笨重或依赖外部能源。

以波士顿动力公司的Atlas为例。它不仅是两足动物,而且是人形动物,手臂和腿都由液压驱动。使用液压系统可以提高精度和强度,但它们很难以流体模拟人类运动的方式进行控制。

Agility Robotics的方法是使用“欠驱动”设计,这意味着它的电机数量少于完全模拟所需的数量。相反,卡西使用模拟有机系统被动反馈的弹簧元件。这减少了超精确控制其行为的一些挑战。

谢尔顿说:“一个很好的类比是汽车悬架,系统的机械设计决定了很多行为。”卡西会机械地做一套特定的事情,而不会被电脑告知。例如,通过在系统中安装一些弹簧,我们不必处理与地面的碰撞。”

桑贝·金(Sangbae Kim)在麻省理工学院(MIT)创造了像猎豹机器人这样的仿生机器人。他说,稳定性仍然是两足机器人的一个大问题。像卡西和阿特拉斯这样的人也许能在这种奇怪的踢腿或戳戳中幸存下来,但再多的话,他们很可能会倒下。金的回答?增加更多的腿。

“四足动物意味着要有冗余,”他告诉《边缘》杂志想象你在山上爬山和徒步旅行;在最具挑战性的情况下,你将使用你的手。Kim说,人类之所以成为两足动物,可能是为了腾出双手使用工具(这是众多解释之一),而四条腿更适合于稳定性我坚信,四足动物在灵活性方面具有更高的优势,”他说从豹子到山羊,四足动物可以到达陆地的每一个角落。”

伦敦帝国理工学院的机器人专家安托万·卡利(Antoine Cully)同意,最近的进步使两足机器人更加可行,但他表示,在不久的将来,成本和鲁棒性将继续成为一个制约因素。”它们是非常复杂的机器,这种复杂性增加了它们的成本和损坏的倾向,”他在电子邮件中说基于这些原因,我认为第一批商业应用程序将局限于能够支持和负担这些额外成本的领域。”

卡西是敏捷机器人公司的第一个主要原型。卡西的下一次迭代将着重于通过增加产量来降低成本,该公司的目标是在未来几年内将价格标签定为“远低于100000美元”。最终目标是让一辆卡西“比一辆车还便宜”

目前,卡西可以达到每秒3米左右的速度,工作10小时,在行走和站立之间转换。控制机器人的大脑专注于即时移动,而不是远程导航,但谢尔顿相信这些控制功能可以在以后实现。

谢尔顿说:“实际上,我认为我们正处在类似于自动驾驶汽车的曲线上。”我们可能还不到四五年就要让两足机器人完全成为主流,但肯定不会超过七八年。”

  • 发表于 2021-08-21 06:52
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  • 分类:互联网

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