ETH Zurich公布了一款最新研究的四足机器人

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ETH Zurich公布了一款最新研究的四足机器人

写在前

我上一次分享的机器人是Boston Dynamics的Atlas和Handle这两款,近期瑞士苏黎世大学发布了一款自主式四足机器人平台“ANYmal”,它能够在多种复杂环境下自主移动并执行任务,其中对外公布的12秒的视频中 ANYmal 能自主使用电梯,非常厉害。

本文结构为:

1. 介绍

2. 系统框架

2.1 软硬件结构

2.2 核心技术

3. 实验结果

4. 应用

下面就来介绍它。

先导视频!!!

1. 介绍

腿式机器人的能够适应复杂多变的地形,能够跨越障碍物和沟壑,其多自由度和灵活性,能够主动调节身体姿态、高度,能够利用腿足操作,具有更强的稳定运动容错性,因此可以应用于从工业检查,崎岖地形交通到娱乐和动画等各种场景。

自2009年以来,ETH ANYbotics团队对腿式机器人技术的研究开发出四腿工业化机器人平台ANYmal,能够在具有挑战性的地形中自主移动和操作,同时与环境安全地进行交互。 作为一个多用途的机器人平台,它适用于工业室内或室外场所的检查和操作任务,适用于搜索和救援任务的自然地形或碎片区域,或应用在动画和娱乐舞台。

它的四条腿允许机器人爬行,行走,跑步,跳舞,跳跃,攀爬,携带 - 做出任何需要的动作,甚至更多。

能做出上面的“非人类”动作依靠于其核心的驱动关节,我们将会在第三部分对它进行介绍。

2. 系统框架

ETH Zurich 开发的新型机器人平台 ANYmal,可以检测环境,自主导航避障,可以爬上45°楼梯,机器人可以自己按下电梯并上楼。整机重10公斤。

2.1 软硬件结构

硬件:

650Wh 电池,3kg重,持续2h续航;

SLAM 由激光传感器Hokuyo UTM-30LX ,MTi-100 IMU,全景摄像头;

中间部分进行了防水级封装处理,有:三台intel NUC PCs,千兆wifi,电池模组,散热模块,控制模块等。

ANYmal的硬件组成

软件:

系统是低延迟内核的Ubuntu 14.04 + ROS

三台intel NUC分别执行环境检测、定位导航和路径规划,

ROS master运行在执行路径规划的电脑上;

控制器与传感器通过400Hz的CAN驱动实时通信。

ANYmal的通信框架

2.2 核心技术

Part1-System Description:

Part2-ANYDrive - Modular Joint Units:

Part3-Locomotion Control:

除开步态控制算法,ANYmal平台核心技术包括下面三个:ANYmal整体设计、ANYbalance核心控制器、ANYdrive关节驱动器。

ANYmal整体设计图

ANYdrive关节驱动器

这三部分的介绍,可以在官网上查找到

传送门:ANYbotics官网 https://www.anybotics.com/

3. 实验结果

文末有论文链接,请下载阅读。

A. 步行

B. 慢跑

C. 爬楼梯

4. 应用

视频更直观,请看:

复杂地形行走:

户外测绘:

救灾、巡逻:

这样的ANYmal不仅可以应用于灾害救援,还能协同工人进行作业,比如油气官网的检测等。它能携带使用超过2小时的电池以及光学和热成像摄像机、麦克风、气体检测传感器和照明等设备。而且在这样的情况下,ANYmal的整机重量仍小于30kg,只需要一个工人就可以运输并部署。

此外,官方罗列出的应用如下:

如果你有一款这样的机器人,你会用它来干嘛? 哈哈

干货:

附1,开发人员在2016年的IROS大会上报告视频:

http://v.youku.com/v_show/id_XMjg0NTE5MzI2OA==.html?spm=a2h0k.8191407.0.0&from=s1.8-1-1.2

附2,报告PPT(防和谐,链接去掉表情后下载):

链接:https://pan.baidu.com/s/1-5pXAGg0ZnK4cvH_AGQssA 密码:cec1

附3,IROS2016 best paper论文:

ANYmal - A Highly Mobile and Dynamic Quadrupedal Robot

https://www.research-collection.ethz.ch/bitstream/handle/20.500.11850/118642/eth-49454-01.pdf?sequence=1

相关算法代码,ROS开发包:

1. Elevation Mapping- rough terrain navigation

https://github.com/ethz-asl/elevation_mapping

2. Grid Map – Universal grid map library for mobile robotic mapping

https://github.com/ethz-asl/grid_map

3. Legged State Estimator (LSE) library

https://bitbucket.org/ethz-asl-lr/c_lse

4. Free Gait – An Architecture for the Versatile Control of Legged Robots

https://github.com/leggedrobotics/free_gait

5. Kindr - Kinematics and Dynamics for Robotics

https://github.com/ethz-asl/kindr

6. Kindr ROS

https://github.com/ethz-asl/kindr_ros

7. Traversability Estimation

https://github.com/ethz-asl/traversability_estimation

参考资料

1. 官网:https://www.anybotics.com/

2. 论文:https://www.research-collection.ethz.ch/bitstream/handle/20.500.11850/118642/eth-49454-01.pdf?sequence=1

3. 代码:https://github.com/ethz-asl

本文由个人查阅、整理所写,架构于个人理解,欢迎评论。

原创文章,作者:王亚克。

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  • 原文链接http://kuaibao.qq.com/s/20180306G1LFSC00?refer=cp_1026
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