本报讯 腿式机器人能像真正的动物一样运动吗?为了回答这个问题,瑞士科学家开发了一种能够“跑酷”的新型四足机器人,试图突破现有的敏捷性极限,缩小机器人与人和动物之间的差距。相关成果近日发表于《科学-机器人》。
受狗启发的四足机器人已被证明能够执行多种任务,它比双足机器人更加敏捷,但仍然无法与真正的犬类相媲美。实际上,腿式机器人与人类和动物的差距不仅仅在于其运动能力,还在于快速决策和敏捷性,这要求机器人能够利用有限的机载计算系统进行数据量极大的复杂计算。
在这项研究中,瑞士苏黎世联邦理工学院的一个研究团队训练近50公斤重的四足机器人anymal模仿人类的跑酷运动,这需要运动能力和快速决策相结合。
anymal由超轻质碳材料构成,拥有12个马达,使用激光传感器感知周围环境并创建地图,可自主规划行进路径。
研究人员使用由3个独立模块组成的神经网络改善了机器人的运动、感知和导航,并用人类跑酷者的数据来训练模型。有了这种能力,anymal就可以根据障碍类型自动调整其行为,从而快速识别一系列障碍物并作出反应。
他们分享的视频显示,这个红色机器人首先爬上一段小木楼梯,穿过一个小间隙并降落在另一个平台上,然后又俯冲到障碍物下面,随后迅速将自己推起,垂直爬上另一个比身体还高的板条箱。
据悉,anymal完成“跑酷”任务的速度为每秒2米。即使障碍物以不同的顺序排列,它也能顺利完成任务。
研究人员表示,通过“跑酷”的敏捷性训练,可以更好地了解从感知到驱动各环节的局限性,进而设法规避这些限制,逐渐提高机器人的能力,这反过来又为许多新的应用铺平了道路,如灾难搜索和救援、外星球探索等。论文作者之一、苏黎世联邦理工学院博士生nikita rudin表示,他本人也是一名跑酷爱好者,在研究过程中充分利用了这一经验。
“在项目开始之前,我的几位同事认为腿式机器人已经达到了其发展潜力的极限,但我有不同的看法。”rudin表示,腿式机器人可以做得更好。(陈欢欢)
相关论文信息:
https://doi.org/10.1126/scirobotics.adi7566