在人工智能、云计算、大数据等技术的兴起下,各国、各大学不断深入对智能机器人的研究,各类性能新颖的机器人层出不穷,机器人对我们来说已不是空中楼阁,而是生活生产的“好伙伴”。
“硬朗”的外形,“厚重”的体积,一步一个动作,我们对机器人可能还停留在“重”、“硬”的固有印象,但现在越来越多的机器人打破了这一点,柔软的机械臂、超平衡的机器狗、灵活的的机器蛙......应有尽有。
| 超强平衡机器人
如果做这样一个动作式,你可以维持多久?来自The Dynamic Legged Systems (DLS)实验室的这个机器人,可以在加大难度的基础上坚持很久,还是不受打扰的那种。
任凭别人怎么晃它,怎么打扰它,它都不为所动,保持平衡直到电池耗尽。甚至可以挑战走钢丝,玩忍者步伐……6cm宽的桥,这个机器人的脚直径就有4cm,着实秀了一把超强平衡力。
一个90kg的机器人可以走直线,做瑜伽,甚至还可以在6cm宽的木条上行走,这样的平衡力是如何做到的呢?
机器人的腿部系统能够穿过「高度受限的环境」的能力,比如穿过极窄的模板,很大部分取决于运动和平衡控制器的性能。基于此,这个团队就研发了一款控制器,来实现机器人的超强平衡力。
其控制器原理发布在《Line Walking and Balancing for Legged Robots with Point Feet》这篇论文里,目前已被IEEE 2020收录。
首先,设置一个仿真虚拟模型——低维虚拟模型(2-DoF),它对应于摆的两个自由度。这样设置的目标有两个,了解理想条件下平衡控制器的性能,以及控制器对误测和外部干扰的敏感性。
研究团队共设置了三个仿真测试,分别是接受「恒定」的外部干扰、机器人沿着指定路径行走、「忍者」行走(The Ninja Walk)。
然后将相同的控制器用于真实的机器人上,模拟的运动模型也就映射到了机器人身上了。通过映射,可以在摆式空间中应用控制器,并将其输出转换为实际机器人的信号。
在行走时,机器人主要利用对角线脚对的转换实现平衡。机器人所有的动态变换都是通过RobCoGen生成的。最终发现,对于扭矩控制的机器人来说,准确的扭矩测量是很重要的,而平衡控制器会产生低扭矩指令。
这个实验室还有一款机器人——液压四足机器人HyQReal,动力超强,拉动一架小型客机走了10米以上。
| 人工肌肉仿生软体机械手臂
近日,发表在国际著名机器人期刊《软体机器人》的一篇论文,提出了可以将人工肌肉进行改进,从而驱动软体机器人,实现各种形式的灵活运动,如弯曲,扭转等。
研究者用这种人工肌肉驱动具有不同变形功能的模块:一个微小的软体夹爪,一个扭转的机械手腕,和一个可以向任何方向灵活弯曲的机械臂。
将这些模块组合在一起,形成了一个厘米级的软体机械臂,这个机械臂可以灵活抓取将物体,并且将其准确地放置到预定的位置。
文中所描述的软体机器人将在电子器件,精密仪器组装,食品,药品等方面有广泛的应用。当然,由于这个螺旋驱动器是柔软的,所以可以被放置成各种形状,从而实现各种各样的运动。
随着人工智能技术的不断发展、机器人研究的不断深入、与人们生活生产需要的不断结合,未来人工智能、机器人将会在各种应用场景下出现,与我们的关系也将愈加密切。
人工智能原理与应用场景科研训练营,将讲授人工智能的基本概念和方法,体验企业智能产品应用场景(计算机视觉、语音识别、物联网+5G、巡检机器人、仿生机器人等)、实践科学研究技能;并进一步讲解机器人操作系统,以及基于先进AI技术的计算机视觉在机器人自主建图巡航和目标追踪中的工程应用,等等。
最后,学生以小组形式协作完成一个多阶段场景案例智能解决方案,进一步熟练掌握人工智能的相关知识与技能,培养其科学与创新思维,提高分析和解决实际问题的综合能力,为未来的专业选择与职业发展奠定基础。