这只没有头的鸵鸟机器人,想给你送快递!
你能想象,在不久后的某一天,一辆快递车开到你家门口,然后一个只有两条腿的机器人走下来,把包裹送到你的面前吗?为了让此想法成为现实,俄勒冈州立大学的机器人副教授、Agility Robotics公司的首席技术官Jonathan Hurst, 带领他的团队开发了一个长相颇似鸵鸟的“机器双腿”——Cassie。
Cassie是一台非常灵活的双足机器人 ,它要比我们过去看到的那些拖着沉重的步伐小心翼翼前行的双足机器人看起来更像灵活的人类在行走。这使得Cassie能够更好地处理那些人类走起来毫不费力的复杂多样地形,它所拥有的智能能够帮做人们处理不同的环境和状况,而这种智能是未来的机器人必须具备的。
除了用于搜索救援和赈灾,Agility Robotics还考虑了另一个非常特别的使用场景:他们想让Cassie迈着轻快的步子踏上你家台阶,并把包裹放在你家大门口。
一、一款像鸵鸟的机器人
在一个演示视频中,Cassie仅仅只有三个月大,如果你仔细观察一下这个机器人行走时双腿的动作,你会发现它的步伐平稳,没有明显的弹跳。
视频中,他们毫不吝啬的让Cassie做了各种各样的事情 :穿越泥地,穿越草丛,它能够在水中摇摆的浮桥上保持平衡,甚至能够在大雨之中站立,这些技能对于想要在俄勒冈州生存的任何机器人都是非常重要的。
Cassie看起来更像一只鸵鸟而不是一个人,不是因为Agility Robotics特地设计了一台类鸵鸟机器人。他们不想通过简单的模仿动物形态进行仿生。他们研究了动物的行为和动作姿态来寻求设计灵感。研究人员首先想到的是可以在地面上奔跑的鸟类。通过Agility Robotics公司聪明的设计,Cassie的动作变得更加敏捷、高效和强健。
其实,双足机器人是机械工程领域中研究最多的一种形式,虽然攻克难度颇高,仍然有很多团队迎难而上。比如2013年,就有俄罗斯团队研发出“鸵鸟机器人”,虽然只是概念版,但是当时引起了不小的轰动。
这只鸵鸟机器主要是由木材制成,重180公斤,可以单腿站立,通过左右脚交替滑动维持内部重量的平衡,这种技术在日本在20世纪70年代初期的行走类机器开发中就开始应用了。
经过数年的研究,今天Cassie终于问世。它步态稳健,虽然没有身子,但是运动方式依旧和鸵鸟类似。Cassie继承了另一款双足机器人atrias的技术,Atrias拥有独特的腿部技术并能很好的维持平衡,曾经有开发人员测试在Atrias单腿站立过程中踢向Atrias腿部,Atrias依旧可以稳定的维持平衡。
Atrias同样是在俄勒冈州立大学研发成功。原理上,Atrias与Cassie两者之间非常相似,但在电池、腿设计和算法上,Cassie得到了升级,变得更加敏捷。
Cassie在臀部和脚踝处有三种弯曲方式,但膝盖的弯曲方式只有一种。这让Cassie拥有了跟我们相似的步态。与Atrias一样,Cassie一样拥有防滑、防摔倒的功能。
Cassie的整个基础架构非常轻巧,跟人类一样方式吸收外界的冲击,同时,它也足够坚固,并不需要安全带防止摔倒。
类似Cassie这样的双足机器人可以投入使用,对于很多行业来说无疑是件 极 好的事,除了文章开头提及的送货功能,它还可以执行危险的工作,如灾区侦察或核电站检查。
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