我們從DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中學(xué)到的一件事是，機(jī)器人有腿行走是很有用的，但腿對于機(jī)器人來說比想象中更加有用，具有多功能和適應(yīng)性，可根據(jù)具體情況部署多模式運(yùn)動(dòng)功能。在剛果民主共和國，我們看到了各種不同的設(shè)計(jì)，但其中一種更獨(dú)特的方法來自德國波恩大學(xué)及其機(jī)器人Momaro。
Momaro采用半人馬設(shè)計(jì)，在四條腿底部裝有輪子(如輪式四足機(jī)器人)，連接到帶有頭部和手臂的人形上身。它是剛果民主共和國排名第一的歐洲機(jī)器人，在短短34分鐘內(nèi)完成了近乎完美的跑步。我們一直想知道半人馬設(shè)計(jì)是否能激發(fā)其他救災(zāi)機(jī)器人，現(xiàn)在我們知道答案是肯定的。
近日，一個(gè)由歐洲研究團(tuán)體組成的聯(lián)盟宣布了一個(gè)新的半人馬機(jī)器人平臺(tái)，稱為Centauro。該機(jī)器人是意大利理工學(xué)院(IIT)的團(tuán)隊(duì)打造的，由NikosTsagarakis領(lǐng)導(dǎo)，他是熱那亞IIT的Humanoids和HumanCenteredMechatronicsLab的負(fù)責(zé)人。該項(xiàng)目是CENTAURO聯(lián)盟的一部分，由歐盟委員會(huì)資助，波恩大學(xué)的研究人員協(xié)調(diào)，后者是開發(fā)Momaro的同一個(gè)團(tuán)體。
CENTAURO的目標(biāo)是建立一個(gè)人機(jī)共生系統(tǒng)，人類操作員將遠(yuǎn)程即席操作類似半人馬座的機(jī)器人，該機(jī)器人能夠在崎嶇地形和災(zāi)難特征的嚴(yán)峻條件下進(jìn)行強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)和靈巧操縱。從外觀上看，Centauro擁有我們在其他IIT機(jī)器人中看到的同樣耐用的品質(zhì)，例如WALK-MAN，意味著這可能是一個(gè)既能成為研究工具又能為現(xiàn)實(shí)世界服務(wù)的機(jī)器人。
身高1.5米，體重93公斤，Centauro塊頭更大，而且比視頻里看起來更敏捷。它由鋁、鎂和鈦等輕質(zhì)金屬制成，外皮采用3D打印塑料制成。里面是三個(gè)計(jì)算機(jī)來處理感知、控制和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，以及足夠的電池，以保持Centauro移動(dòng)2.5小時(shí)。視頻中，Centauro在面對障礙物時(shí)，以空手道姿勢一掌劈開了橫在道中擋路的木板，工業(yè)機(jī)器人維修，動(dòng)作利索十分帥氣。
圖片來源：IIT
這個(gè)想法是，四足動(dòng)物和人形動(dòng)物的這種組合優(yōu)化了穩(wěn)定性和移動(dòng)性，同時(shí)允許遠(yuǎn)程操作員更直觀地控制機(jī)器人的手臂和手，因?yàn)橐磺卸汲煜さ姆绞健Ｕ缥覀冊趧偣裰鞴埠蛧吹降哪菢樱蔀橐粋�(gè)機(jī)器人操作員可能需要大量的練習(xí)，而這些機(jī)器人在災(zāi)難類型場景中的實(shí)用性和效率取決于它們控制界面的直觀性和有效性。
有關(guān)詳細(xì)信息，我們采訪了負(fù)責(zé)開發(fā)Centauro的IIT團(tuán)隊(duì)的NikosTsagarakis。
IEEESpectrum：你能談?wù)凜entauro與Momaro的關(guān)系嗎?
NikosTsagarakis：Centauro的視覺感知系統(tǒng)借鑒Momaro開發(fā)的原理和傳感器布局。Centauro的運(yùn)動(dòng)也受到了Momaro的啟發(fā)。但與Momaro相比，Centauro的腿部運(yùn)動(dòng)學(xué)不同，可以更靈活地調(diào)整腿部末端執(zhí)行器(車輪)相對于地形的方向。...此外，Centauro手臂的操縱能力和運(yùn)動(dòng)學(xué)非常不同，具有改進(jìn)的可操縱性和強(qiáng)度。Centauro還具有Momaro缺少的軀干活動(dòng)能力。
IIT在雙足機(jī)器人項(xiàng)目上已經(jīng)做了許多努力，比如你的步行機(jī)器人。為什么現(xiàn)在要造一個(gè)四足機(jī)器人?
人形機(jī)器人當(dāng)然是IIT團(tuán)隊(duì)的主要研究線，因?yàn)槲覀兿嘈牛瑥拈L遠(yuǎn)來看，這種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)將更有效地在人類基礎(chǔ)設(shè)施中行動(dòng)和運(yùn)作。Centauro機(jī)器人實(shí)際上利用了我們?nèi)诵伍_發(fā)線中開發(fā)的技術(shù)，包括驅(qū)動(dòng)和設(shè)計(jì)原理，控制系統(tǒng)等。它代表著努力將這些技術(shù)更快地應(yīng)用到實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)槲覀兌贾李惾松镄枰恍╊~外的時(shí)間，才能達(dá)到在現(xiàn)實(shí)世界中穩(wěn)健運(yùn)行所需的性能水平。
Centauro提供了一個(gè)更容易使用的平臺(tái)，由于其混合動(dòng)力運(yùn)動(dòng)原理結(jié)合了輪式和腿式功能，提供了強(qiáng)大而靈活的平衡和移動(dòng)技能。我還應(yīng)該提到，我們的人性化發(fā)展路線并沒有被拋棄，但仍然繼續(xù)以同樣的努力和動(dòng)力，并在不久的將來發(fā)布新的結(jié)果。
Centauro能做什么WALK-MAN無法做到的事情?
Centauro平臺(tái)配備了更穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)和平衡技能，使人們相信機(jī)器人能夠橫跨真實(shí)地形，更接近涉及災(zāi)難響應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用。
該機(jī)器人被設(shè)計(jì)為支持比WALK-MAN更高的操縱負(fù)載，并且對物理沖擊更具彈性，機(jī)器人維修，允許其執(zhí)行需要其修改環(huán)境的任務(wù)，例如，打破堵塞的門，讓路徑暢通無阻。
機(jī)器人尺寸小于WALK-MAN，使其更易于在人類環(huán)境中操作。盡管尺寸減小，Centauro比WALK-MAN更強(qiáng)大，更有彈性，例如，它的手臂有效載荷比WALK-MAN高60%到70%。
我們的下一代軟件架構(gòu)和全身控制工具使通過高級(jí)遙操作界面，更輕松地操作機(jī)器人。該接口具有本地自主模塊，具有全身運(yùn)動(dòng)生成和阻抗調(diào)節(jié)功能，可以處理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和交互阻抗。
有了四條腿和輪式腳，它能夠走過瓦礫嗎?爬樓梯怎么樣?它可以完成DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽的任何其他任務(wù)嗎?
絕對可以。我們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中完成了這些任務(wù)，這些演示將在今年晚些時(shí)候出現(xiàn)，機(jī)器人在戶外執(zhí)行這些操作。輪子和腿的組合使得可以實(shí)現(xiàn)地形追蹤運(yùn)動(dòng)，這使得機(jī)器人能夠更好地應(yīng)對不平坦的地形。
機(jī)器人是否設(shè)計(jì)為大多數(shù)時(shí)間是遠(yuǎn)程操作的?它能夠自主完成哪些功能?
高級(jí)命令來自操作員，而全身運(yùn)動(dòng)生成和阻抗調(diào)節(jié)由本地共享自主控制器調(diào)制。
開發(fā)機(jī)器人面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)是什么?您是如何解決這個(gè)問題的?
我們想要設(shè)計(jì)一種能夠展示典型成年人身體表現(xiàn)的機(jī)器人，同時(shí)保持機(jī)器人的體型，但體重接近普通成年人。與WALK-MAN相比，這不是一項(xiàng)微不足道的任務(wù)，需要對設(shè)計(jì)原則進(jìn)行大幅升級(jí)。例如，Centauro的手臂重量只有WALK-MAN手臂的一半，同時(shí)仍能提供更高的體力，更大力量和活力。
你希望Centauro明年能夠完成什么?你計(jì)劃未來的升級(jí)是什么?
一個(gè)目標(biāo)是驗(yàn)證機(jī)器人在越來越復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)操作任務(wù)中的表現(xiàn)，這些任務(wù)涉及高有效載荷和嚴(yán)酷的物理交互，換句話說，類似于緊急響應(yīng)者遇到的情況。另一個(gè)目標(biāo)是不斷改進(jìn)機(jī)器人任務(wù)執(zhí)行自動(dòng)化，因?yàn)槲覀兊哪繕?biāo)是在最小的操作員干預(yù)下，提高機(jī)器人的整體效率并展示更快的操作。
，KUKA機(jī)器人示教器維修