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會跨欄的MIT獵豹機器人

2015-04-29 00:44
計算機應(yīng)用文摘 2015年13期
關(guān)鍵詞:獵豹障礙物動態(tài)

這臺“獵豹機器人”素有“機器人中的法拉利之稱。它能在跑步機和跑道上奔跑時進行跳躍。在測試中,這臺機器人成功地跳過了一系列高度不等的障礙物—最高有40厘米,并在繼續(xù)奔跑和跳過其他障礙物之前調(diào)整好姿勢。它還能連續(xù)飛奔15分鐘,所需電量比一臺微波爐還要少。

值得一提的是,由于現(xiàn)有技術(shù)的缺乏,專家不得不從無到有,白手起家設(shè)計出其中的核心部分。包括強大而輕便的引擎,控制12臺引擎電力的電子設(shè)備,以及決定一條腿在瞬間該發(fā)多大力的算法,研究者還運用了一些沒有安裝在機器人身上的組件。正是這些先進技術(shù),使得該機器人可以在復雜的地形上達到最高30英里每小時(約合48公里每小時)的前進速度。從該機器人的設(shè)計中,我們可以一瞥其在現(xiàn)實世界中的應(yīng)用范圍,如應(yīng)用于革命性的新型假肢、可穿戴技術(shù)及適用于各種地形的輪椅等。

MIT研究團隊表示,這些機器獵豹經(jīng)過了對路徑和障礙物進行識別和避讓的訓練,它的身上裝載了可以繪制地形數(shù)據(jù)的激光雷達系統(tǒng),然后通過特定的算法來決定其下一步的行動。算法的第一部分是幫助機器人識別即將撞上的障礙物;第二部分則是確定從哪個點起跳,并落在最佳的安全位置。這讓它成為首個能夠自主跳躍障礙的四足機器人。

在實地測試中,“獵豹機器人”會加快或減慢速度,以便從理想的彈跳點起跳,算法執(zhí)行所需的時間在100毫秒左右,整個過程都是動態(tài)的。在“獵豹機器人”離開地面之后,算法的第三部分會及時介入,并幫助其制定出最佳的跳躍軌跡。采取的措施包括需要多大的電機推動力,以及跨過障礙物(比如柵欄)的高度和速度。

在開測新功能之前,研究團隊先把獵豹機器人搬到了跑步機上。在8km/h(5mph)的速度下,機器獵豹有70%的成功率來避開45公分(18英寸)的障礙物。

MIT機械工程助理教授Sangbae Kim表示:“跑跳是完全動態(tài)的行為,你必須處理好平衡、能量,以及落地后的一連串問題。我們的這款獵豹機器人是專為那些高動態(tài)的行為而設(shè)計的?!?/p>

如今,Kim和他的團隊目前正在努力進一步提升這款機器人,以便它能夠跳過較軟的障礙地形(比如草地)。

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