加州理工学院研发双足机器人,或可为行走困难的人带来便利

编译:chux

出品:ATYUN订阅号

在加州理工学院Amber Lab里,研究者正在开发双足机器人。一位研究尝试绊倒一个名叫Amber的半人形机器人,它身高5英尺,正在跑步机上行走。它是用绳子绑在上面的栏杆上的,所以它只有在过于用力的时候才会向前或向后倒。

令人惊讶的是,机器人很快从踉跄中恢复并继续以同样稳定的速度行走,就像什么都没发生过一样。接下来,研究人员用长金属尺推它的躯干,机器人再次恢复正常。

这个过程可能听起来很有意思,这正是的研究人员所说的干扰测试,也是为了了解机器人如何行走的方法。

我们习惯于看到像波士顿动力公司这样的机器人跑步,跳跃甚至跑酷。但是Amber Lab中的机器人并不只是表现出花哨的技巧。通过了解机器人如何定位,实验室的研究人员可以直接将其转化为帮助行走困难的人的设备。

“每次我们实现行走或跑步等行为时,我们都希望将其放在假肢装置上,最终成为截瘫患者的外骨骼,”加州理工学院机械与土木工程教授Bren Aaron D. Ames博士表示,他领导着Amber Lab,重点在于双足机器人的实验研究,“我们希望截瘫者能够站起来,使用我们的步行机器人。”

Ames和他的团队不是试图模仿或反映机器人的人类行为,而是试图理解运动的数学。因此,如果机器人摔倒,研究人员不只是尝试调整机器人的设置以使其工作。“我们回到基础科学,然后重复数学和算法再次尝试。”

机器人使用的是电动马达而不是液压马达,这使得它们能够进行微妙的动作,使其更适合用作辅助装置。

实验室研发的一种假肢是Ampro 3。这是一种动力的、经股骨的假肢,踝关节处有两个自由度,旨在让人们比现有设备走得更好。惯性测量装置根据佩戴者的行走速度调节合成腿的运动。

Amber实验室有四个主要的机器人:一个连接到护栏的跳跃机器人;Amber;Ampro;Cassie,一个在三维空间移动的没有约束的双足机器人。在实验室的另一侧,有一个巨大的跑步机,可以达到每小时40英里的速度,适用于更极端的测试场景。

实验室的长期前景是让它们穿越与人类需要经过的地形。佛罗里达人体和机器控制研究所在可以承受崎岖地形的机器人部件上进行了类似的研究。

在室内,所有机器人真正需要处理的是平坦的跑步机或平缓的斜坡。但在现实世界中,地面并不是那么平滑。

这就是Cassie这样的机器人旨在解决的问题。它由Agility Robotics开发,实验室的学生和研究人员使用它来了解当在室外时,要如何优化行走算法。

Cassie仍然不能解决积雪或真正具有挑战性的地形。但是团队正在将机器人从实验室的受控环境过渡到现实世界。当双足机器人能够真正实现远距离自主运动时,它们可以用于探索极端环境,如火星表面。

Ames表示,“这就是让机器人做一些能力最高的事情的想法。无论是处理不同的地形,还是快速移动,我认为,这是我们想要达成的目标的两个方面。”

原文发布于微信公众号 - ATYUN订阅号(atyun_com)

原文发表时间:2018-12-12

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