波士顿动力的 Atlas 机器人又升级了，平衡性要赶超人类

Atlas 人形机器人是由 Google 旗下波士顿动力（Boston Dynamics）研发，该机器人高为 6.2 英尺（1.8 米），重达 150kg，由 28 个不同的液压操作接头组合而成。Atlas 借助于四肢和身躯的传感器维持身体平衡，再加上头部的激光雷达和立体视觉传感器帮助导航和避障，拥有超强的平衡性，被称为是迄今为止最先进的人形机器人之一。

但是，Atlas人形机器人最初面世时给人的感觉非常的笨拙，现在据外媒消息，Atlas 算法已经进行了升级，能够实现更好的平衡能力，能在崎岖不平的复杂地形上行走。

Atlas 人形机器人的这一新功能得益于佛罗里达的人类和机器认知研究所（Institute for Human & Machine Cognition）的最新研究成果，这项技术能够教 Atlas 机器人来找到一个坚实的立足点：Atlas 机器人伸出脚之后，为了确定落脚处的几何形状，会先将支撑物边缘脚部承受重量转移，去除其中不能承载重量的落脚部分，来找到一个坚实、稳固的落脚点。

在人类和机器认知研究所提供的展示视频中，我们可以看到在一堆石子上铺设有煤渣砌块，Atlas 先迈出右脚至前方侧放的一块煤渣砌块上（角度相当于线接触），转移支撑点周围脚部重量来找到立足点，找到良好的平衡点之后，再抬起左脚至相邻砌块。在这个过程中，Atlas 机器人会伸展双臂来保持平衡，这与现实生活中的我们在试图保持平衡时的方式是一样的。

该研究所表示：“Atlas 人形机器人能够通过那些只有很小或者部分落脚处的地形，例如小垫脚石或者是线接触结构形式。每走一步，Atlas 机器人都会通过脚部周围重量转移来确定新的落脚点，在快速、动态的步调中同时再结合角动量守恒（肺部）定律，来最终实现在崎岖不平地面的前行。”

人类和机器认知研究所将本次研究成果发表在 arXiv 杂志上，其中提到，“为了维持平衡，在复杂地面前行，对落脚部分压力中心（CoP 流体中的平面或曲面所受流体压力的合力的作用线同该平面或曲面的交点）的几何形状进行估计是很有帮助的”，“当行走在未知路面时，每走一步都需要找到新的落脚处”，“如果没有发现其他额外的信息，我们就会设定为脚部完全与地面接触”。

该研究所进一步解释道：“Atlas 机器人迈出第一步之后，会判断 CoP 情况，确定脚部感觉是否舒适。如果确定舒适之后，会抬起另一只脚至下一个落脚处，如果感觉平衡性不强，Atlas 会围绕支撑物（在演示视频中，该支撑物是煤渣砌块）边缘旋转来确定新的平衡点。”

除此之外，研究所还对角动量的应用进行了说明，Atlas 在以某一角度移动腿部时，它的躯干部分会上提隆起，类似于“人体平衡运动”，“将有腿机器人应用于真实生活场景，本次研究成果迈出了重要的一步”。

同时，该研究表明机器人能够通过未知部分落脚点复杂地形，增加了机器人在复杂环境中的应用性能，提升了机器人的健壮性。

2015 年，Atlas 参加了“机器人奥运会”（RobotOlympics），世界上众多先进的机器人聚在一起，进行一系列挑战活动。当时 Atlas 只迈出了第一步，就摔倒在地。所以，在过去一年时间里，波士顿动力公司对 Atlas 进行了多项优化，使其能够完成更多的人类技能。今年年初，波士顿动力公司曾透露，Atlas 在摔倒之后能够重新自主站立起来。在“机器人奥运会”时，Atlas 还不具备该项功能，当时需要用起重机才能让机器人重新站立起来。

此外，视频还展示了 Atlas 机器人推开办公室门，走入雪地，虽然中间有几次脚步踉跄，甚至有坡度较高的时候看上去像要滑倒，但最终 Atlas 都能及时保持平衡，一直实现站立行走姿态。