一、引言
如果说阿尔法狗是对人类智力的碾压,那么,波士顿动力研发的机器人,正在挑战的是仿生学。
波士顿动力公司(Boston Dynamics)一致在专注于机器人的研发,每一次波士顿动力放出视频都会引起网友的围观惊叹,包括机器狗开门,户外慢跑跨越障碍,爬楼梯、避让行人、判断路径等都不在话下。
旗下 ATLAS的表现无疑震惊了不少人,功能型人型机器人能够在各种情况下保持身体的稳定性,这对于人型机器人发展的意义不言而喻。
二、ATLAS的发展历程
2008年3月18日,波士顿动力公司释放了一段关于新一代的机械狗的录像,在这个录像当中,机械狗能够穿越结冰地面,并且能够在被侧踹之后恢复平衡。
2013年7月11日,ATLAS首次向公众亮相,还比较笨拙,步履蹒跚,就像人类的幼儿。需要外接电源,拖着长长的尾巴,后来经过改进去掉了外接电源,走起路来常摔跟头。
2016年2月份,当Atlas机器人再次出现在人们的视野中时,它变了,它已经可以完成独立雪地行走,平衡能力已经很强大了,摔倒了还能爬起来,还能主动打开房门,已经可以搬运货物,
2017年11月,再次出现时,它的技术推进速度开始让人震惊。展示了一波双腿跳远,双腿立定跳高,还有后空翻技能。
2018年5月份Atlas机器人再次升级,惊呆了。它可以野外在草地上慢跑了,轻松跨过类似于横木的障碍物。Atlas的的腿,伺服和液压线已经都嵌入到了结构中。Atlas不仅能够单脚跃过障碍物,还可以连续跳上多层平台。
2019年9月24日,波士顿动力公司在网上公布了双足机器人Atlas最新进展视频。继表演跑酷、后空翻等绝技之后,Atlas又掌握了一项新技能:体操。
三、设计理念
Atlas 看上去就和一个人一样,而 SpotMini 就像是一条狗。
波士顿动力在说明中指出:这个测试,不会刺激或者伤害机器人。
不会刺激,应该是说即便以不优雅的行为对待机器狗,它也不会被激怒反扑到你身上。
不会伤害,代表即便是激烈的干扰行为,也没有对机器人的硬件以及软件系统造成损害。
波士顿动力并不过分追求毫厘之间的精确度,他们追求的是功能的精确性。Atlas 是亚稳态的,因此它在绝大多数时候都是稳定的。处于亚稳态,意味着 Atlas 需要像人类一样保持直立。但即便是 Atlas 所做的后空翻,也只需要 “非常粗略的计算”。当它着陆时,它会对计算做出修正,不需要完美无缺,足够好就行了。
四、ATLAS中蕴含的算法
众所周知,动物最常见的运动方式是节律运动,即按照一定的节奏、有力度地重复、协调、持续进行的动作,是低级神经中枢的自激行为。生物学上,动物的节律运动控制区被认为是分层并且模块化的,其控制以中枢模式发生器为中心,既可以接受来自高层的高级神经中枢的主观控制,也可以响应来自躯体各种感受器官的反射,这就是CPG控制机理。
前人已经按照CPG控制机理建立了不同形式的数学模型,它们能够产生的周期振荡的信号,使其能够满足节律运动的特点。
目前比较经典的CPG模型可划分为以下两大类:
基于神经元的模型:Matsuoka神经元震荡模型、Kimura模型等,该类模型生物学意义明确,但参数较多,动态特性分析比较复杂。
基于非线性振荡器的模型:Kuramoto相位振荡器、Hopf谐波振荡器等,该类模型参数较少,模型比较成熟。
在保证能够输出稳定的周期性震荡信号的前提下,那些形式简单、参数较少、计算量小、便于分析、易于实现的CPG模型是更好的选择。根据这一个原则,我们选取了HOPF振荡器作为CPG的单元模型。
五、ATLAS反抗视频
使用了动作捕捉设备,由人类演员完成。
参考:“波士顿动力机器人 Atlas” 暴力反击人类真相
六、总结
当机器人在各方面都超越人类的时候,人类存在的价值又在哪里呢?细思极恐。
或者,人类的价值并不在于身体,而在于思想。
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参考文章
http://scholarsupdate.hi2net.com/news.asp?NewsID=27066
https://www.thepaper.cn/newsDetail_forward_4531109
https://cn.technode.com/post/nodebang/2247494637
http://scholarsupdate.hi2net.com/news.asp?NewsID=27066
https://www.hbdushi.cn/2019/0929/357320.html
https://blog.csdn.net/xiangz_csdn/article/details/61614364
https://blog.csdn.net/weixin_41045354/article/details/84073544
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