美國研製出可玩滑板車的雙足機器人Cassie《終結者》T800機器人

4月26日,美國密西根大學對外展示了一款名叫卡西(Cassie)的雙足機器人。該機器人不僅可以穿越火場,還能夠駕馭Segway滑板車,這有助於人類打造真正的自動化消防機器人,看起來《終結者》裡的T800機器人或將成真。

美國研製出可玩滑板車的雙足機器人Cassie《終結者》T800機器人

卡西機器人是由密西根大學機器人學家傑西格里茲爾(Jessy Grizzle)的實驗室所研製,機器人專家正在使用這個實驗性研究平臺來掌握雙足機器人的運動特徵。研製卡西的目的在於,打造一個執行有用任務並使人類擺脫危害的機器人平臺。西格里茲爾及其團隊正在開發所有的基礎架構,並打算將卡西雙足機器人打造成機器人通用平臺,開放其研究代碼,從而可以讓其他研究人員自行加載自己開發的雙足機器人運動代碼繼續實現各種功能。

美國研製出可玩滑板車的雙足機器人Cassie《終結者》T800機器人

其實,卡西也是多方合作的產物,其原型來自機器人初創公司ATRIAS robots。此前,ATRIAS robots公司創始人Jonathan Hurst帶領的科研團隊曾打造出三款著名的機器人:MABEL,ATRIAS和密西根大學的MARLO(同為ATRIAS系列)。最早的MABEL只能限制在平面上進行2D行走。ATRIAS是第一個實現類人步態的機器人,它的質心軌跡和地面反作用力的曲線是和人走路時完全一樣的。但ATRIAS並不是一個高效的機器人,而僅能用作科學論證。值得注意的是,Hurst和密西根大學的傑西格里茲爾有近十年的合作關係:ATRIAS robots負責硬件研製,傑西格里茲爾團隊主要負責機器人的軟件和算法研發。

美國研製出可玩滑板車的雙足機器人Cassie《終結者》T800機器人

在傑西格里茲爾的“動態足行機器人實驗室”裡,ATRIAS被重新命名為MARLO。在卡西公佈之前,MARLO已經在學術界獲得了極高的知名度。2016年傑西格里茲爾在MABEL的基礎上,成功研發雙足機器人——MARLO,它能夠在沒有其他支持的情況下在複雜路面上正常行走,MARLO機器人具備“3D行走”功能,意味著能夠以任意角度進行行走。

美國研製出可玩滑板車的雙足機器人Cassie《終結者》T800機器人

卡西汲取了ATRIAS的設計經驗,重新設計了電機和傳動裝置,使得它比上一代更加小巧,能量利用更高效。雖然離自動化的消防機器人還有很長的路要走,但是卡西的誕生和最近開發的動態步行控制算法在這個方向上邁出了重要的一步。為了掌握在複雜多變的環境下機器人的性能,團隊不僅讓卡西在火中行走,還想卡西像人類一樣玩Segway滑板車。

目前,卡西已經能初步駕馭Segway了:通過保持直立將重心保持在滑板車上,然後通過向前或向後傾斜來加速或減速。此外與人類不同的是,卡西不會因為受到驚嚇而跳下滑板車。但在模擬火災場景測試過程中,卡西的步伐仍然略顯笨拙,格里茲爾和他的團隊在不斷調整卡西邁步的算法,以應付不同狀況(比如火災現場)。

美國研製出可玩滑板車的雙足機器人Cassie《終結者》T800機器人

雖然目前看來,卡西還達不到人類行走的靈活度,在碰到諸如倒下的樹枝等障礙物時往往會掙扎,但這些都是推動平臺前進的挑戰。從理論上說,卡西可以做到任何人類消防員無法做到的事情。讓一個雙足機器人使用Segway滑板車,是為了使這個平臺能夠適應極端的應用。

同樣是雙足機器人,波士頓動力公司的Atlas機器人可以做後空翻,這似乎要比卡西更厲害。但事實上,Atlas也有其缺點:雖然它的液壓傳動機構非常結實,但體積龐大。相比之下卡西則採用更纖薄的電子設計。因此,儘管阿特拉斯可能在特殊情況下爆發出強大的力量,但卡西可能會在擁擠的空間中更加巧妙的移動。

目前,傑格里茲爾及其團隊正在逐漸讓卡西移動得更快,或者更好地處理不平坦的地形。這無疑將有助於打造一個可以在現實中自主走動的雙足機器人。或許在不久的將來,我們就能在消防火災現場見到這種雙足機器人的身影。


分享到:


相關文章: