机器人已学会扶墙防摔！

7月17日，杜克大学公布的视频中机器人学会了扶墙以免摔倒，研究组希望其能利用周围环境在失去平衡后进行自我纠正，未来其还将配备环境传感器以借助动态地图避免摔倒。

“我不再是那个说倒就倒的机器人了！”

虽然这样的决定和行动对于我们人类来说是第二天性，但把它们编程成机器人的反应却很难。为了简化过程并节省计算时间，Hauser对软件进行编程，使其只关注机器人的髋关节和肩关节。

只要机器人在跌倒时没有发生扭曲，稳定算法（stabilization algorithm）就只考虑三个角度：脚到臀部、臀部到肩膀、肩膀到手。机器人必须识别可接近的附近的表面，然后快速计算出最佳的角度组合，才能稳住自己。

在矢状面和额状面采用倒立摆模型进行跌落检测。红色箭头表示质量中心的速度。

本文使用的是三连杆模型，如图所示。机器人被分成三个部分：腿，躯干和手臂，每个部分都被建模为刚性连接。

在最终的解决方案里，当机器人的手接触到表面时，能将冲击力降到最低，同时将手或脚滑动的可能性降到最低。该算法进行最佳的猜测，然后用名为direct shooting的方法逐步优化。

实验中的最优控制器的例子

在当前的状态下，该机器人拥有的是输入给它的环境信息，因此无法自行导航。但在不久的将来，Hauser计划将它升级为大型机器人，拥有能够看到周围环境的相机传感器。

“希望到今年年底之前，我们能够对这个机器人进行实验，让它实际地在一个现场障碍赛道上工作。”Hauser说，“然后，我们将尝试让机器人动态地绘制出它周围的地图，并且推断出如何在任意环境中保护自己免于摔倒。”

（综合自新智元、澎湃视频）