MIT的双足科学机器人模组?这个机器人的应用面让人震惊!

生活知识 2025-01-05 16:16www.robotxin.com生活百科

麻省理工学院对机器人实用化的重视引人注目,特别是他们倡导将机器人技术与日常生活实际需求紧密结合。这一点在其开发的一款双足机器人Hermes上体现得尤为明显。

Hermes是一款设计理念先进的机器人,它的独特之处在于能够模仿操作员的平衡,在行走、跑步和跳跃时都能保持直立。这个机器人的设计初衷是为了应对灾难救援场景,从燃烧的建筑物、化学品泄漏等危险环境中营救遇难者。可以想象,在未来某一天,这样的机器人可能会被开发为一种适应性强、柔性化的模组,用于各种大块头的救援机器人中。

工程师们在四足机器人的设计方面取得了显著进步,但在仿人机器人的两腿遥控机器人领域仍面临挑战。如何让机器人在不摔倒的情况下施加力量或推动物体,一直是该领域的重要难题。近期,麻省理工学院和伊利诺伊大学香槟分校的工程师们取得了重要突破,他们开发出一种在两腿遥控机器人中控制平衡的方法。

这个突破性的技术让仿人机器人在高冲击力任务中具有更强的执行能力,特别是在具有挑战性的环境中。其背后的原理是通过一种特殊的背心实现的,背心将人类的运动和地面反作用力的信息传递给机器人。通过这种背心,人类操作员既可以指挥机器人的动作,也能感受到机器人的动态反应。如果机器人开始失去平衡,操作员会立即感觉到背心上相应的拉力,并作出调整以重新平衡机器人。

研究者Joao Ramos博士后是这一技术的开发者,他用了一个生动的比喻来描述这种平衡反馈系统:“这就像背着一个沉重的背包跑步,你可以感觉到背包的动力是如何移动的,并作出适当的补偿。”现在,通过遥控操作,人类可以命令机器人在面对挑战时保持平衡,如打开一扇沉重的门等。Joao Ramos强调:“因为你有一个在飞行中学习和适应的人,机器人可以执行以前从未练习过的动作。”这一技术不仅在运动模拟上具有优势,更在机器人实用化方面迈出了重要的一步。对于Hermes而言,完成高冲击运动变得更为轻松,因为它植根于原地的同时还能保持动态平衡。这意味着机器人在未来的救援任务中可以发挥更大的作用。除了基本的运动模拟,这个团队还探索了机器人在实际场景中的多样化应用。例如,Hermes可以倒咖啡、砍木头甚至灭火等任务。在这些情况下,“我们意识到为了产生强大的力量或移动重物仅仅模仿动作是不够的,”研究者Sangbae Kim说,“我们需要复制操作员的动态平衡。”因此研究者们还在积极探索机器人的进一步发展和优化路径例如探索如何将这一技术应用于小型化的机器人设计出更小、更灵活的机器人以便在各种复杂环境中执行更多的任务此外研究者们还致力于研究如何通过算法优化机器人的运动性能使机器人的肢体定位更加精准和高效从而为未来机器人的应用开辟更广阔的道路总之随着科技的进步麻省理工学院和伊利诺伊大学香槟分校的研究者们正在为实现机器人实用化的目标不懈努力他们不仅在设计和开发先进机器人方面取得重要进展也在推动机器人技术在实际场景中的应用方面展示出令人瞩目的潜力这将为人类带来更加便捷和高效的生活体验。随着技术的不断进步和研究者的不懈努力未来仿人型机器人的应用场景将愈发广泛无论是工业生产、救援行动还是日常生活都将受到机器人的深刻影响我们期待着这些智能机器人为人类带来的美好未来。接着,他构建了一个机器人平衡模型,类似于人体的平衡机制,但进行了缩小以适应更小、更轻的机器人。不仅如此,他还研发了一个控制算法,巧妙地将这两个模型联接起来并实现了实时反馈。

研究人员在实验室里首先测试了这个平衡反馈模型。他们在一个类似于小爱马仕般高度的简单倒立摆上安装了光束,并将其连接到远程操作系统上。当操作者晃动时,光束会在轨道上相应摆动。横梁的模拟操作让人感觉仿佛真的在操作小爱马仕一样。如果光束摆动幅度过大,操作者会感受到拉力,并通过调整倾斜角度来维持光束的平衡。

谈及小爱马仕这款两足机器人时,它似乎在各种动作中都表现出了强大的平衡能力。当研究团队为其应用了新开发的反馈模型后,它更是在实验室中展现出惊人的平衡效果。不仅如此,他们还设计了一种智能算法,将简单的平衡模型自动转化为每只脚所需的力量,以便机器人能够模仿人类的行走和平衡动作。

在实验室里,Joao ramos发现穿上特制的背心后,他不仅能够掌控机器人的运动和平衡,而且还能亲身体验到机器人的动态。当机器人受到来自不同方向的外部冲击时,拉莫斯感觉背心被拉向机器人移动的方向。这是一种奇妙的体验,仿佛他成为了机器人的一部分。Joao ramos本能地对抗这种拖拽感,机器人则通过微妙的重心移动来模仿这一动作。结果令人惊叹:即使在受到连续冲击的情况下,机器人也能保持平衡不倒。

小爱马仕不仅能够在受到冲击时保持平衡,还能模仿Joao ramos的各种动作,包括跑跳、在不平的地面上行走等。所有这些动作都是在没有绳索或支撑的情况下完成的。“平衡反馈是一种难以言表的感觉,”Kim表示,“这是我们首次为动态动作正确定义平衡反馈。这将彻底改变我们控制遥控仿人机器人的方式。”

展望未来,Kim和Joao ramos将继续合作研发一种具有类似平衡控制能力的全身人形机器人。他们的目标是让这种机器人在未来有一天能够在灾区自由行动,完成救援或救助任务。Kim满怀信心地说:“有了先进的平衡交流技术,我们的机器人甚至可以推开沉重的门,举起或投掷重物。”这种融合技术与人类智慧的方法或许比单纯的制造一个人形机器人更加经济高效且令人安心。

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