對(duì)于那些研發(fā)四足運(yùn)動(dòng)機(jī)器人的專家而言,往往需要耗費(fèi)大量時(shí)間來(lái)制定機(jī)器人步態(tài)控制策略,這樣才能確保它們行走時(shí)更加穩(wěn)定、并適應(yīng)各種不同環(huán)境。一般來(lái)說(shuō),科學(xué)家會(huì)使用先進(jìn)的控制器來(lái)讓機(jī)器人更有效地完成工作任務(wù),比如向機(jī)器人指派任務(wù),或是根據(jù)特定地形來(lái)選擇適當(dāng)?shù)牟綉B(tài)。
不過(guò)現(xiàn)在,一批來(lái)自日本大阪大學(xué)的研究人員正在嘗試采用不同的方法,依靠四足機(jī)器人的身體和周圍環(huán)境之間的相互作用,加上一些弱力腿部電機(jī)的支持,在不需要任何傳感器或控制器的條件下讓機(jī)器人自動(dòng)生成步態(tài)。
這個(gè)概念最厲害的一點(diǎn),就是可以利用低扭矩直流電機(jī)的機(jī)械無(wú)緣性構(gòu)建出一種振蕩器模型,并以此產(chǎn)生步態(tài)。四足機(jī)器人的每個(gè)腿中的低扭矩電機(jī)會(huì)利用純物理機(jī)制來(lái)延遲和調(diào)整腿的相位:它自身的弱力。該機(jī)器人沒(méi)有傳感器,沒(méi)有控制器,只有弱力制動(dòng)器,但卻可以自動(dòng)生成各種步態(tài)。
在相關(guān)實(shí)驗(yàn)中,唯一需要改變的是驅(qū)動(dòng)四足機(jī)器人腿部的四臺(tái)直流電機(jī)的輸入電壓。機(jī)器人生成的步態(tài),是從地面和機(jī)器人的電機(jī)之間的互相作用自發(fā)產(chǎn)生的:電機(jī)的力度足夠弱,但是當(dāng)機(jī)器人有較大力量推動(dòng)四足移動(dòng)時(shí),電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就會(huì)放慢,形成一種平衡,這樣就會(huì)讓機(jī)器人四足在運(yùn)動(dòng)的時(shí)候保持力量同步。此外,電機(jī)同步的模式取決于機(jī)器人四足的移動(dòng)速度,不同的速度會(huì)導(dǎo)致產(chǎn)生不同的步態(tài)。
的確,也許有人會(huì)說(shuō)這種“設(shè)備”根本算不上是一款機(jī)器人——甚至從技術(shù)角度來(lái)看,叫它機(jī)械自動(dòng)機(jī)或許會(huì)更準(zhǔn)確一些。但盡管如此,該“設(shè)備”創(chuàng)始人依然堅(jiān)持稱其為機(jī)器人,而且他們還在2017 IEEE機(jī)器人和生物模擬國(guó)際大會(huì)上發(fā)表了相關(guān)論文。
學(xué)生導(dǎo)報(bào)·中職周刊2017年23期