苏黎世联邦理工学院，让双臂机器人YuMi学会控制

近日，在苏黎世联邦理工学院，ABB的双臂机器人YuMi学会了操控提线木偶，这一创新成果引起了广泛关注。虽然看似无用之举，实则蕴含着巨大的潜力。对于研究者而言，掌握这一技能为未来机器人操作更复杂的物体打下了坚实的基础。

该院的研究人员为这一全新的技术系统命名为PuppetMaster。其构成复杂，包括三大核心部分：机器人木偶操纵者的运动学描述、定制设计的弦驱动牵线木偶以及目标牵线木偶运动系统的任务重现。这一系统的核心在于模拟预测机器人的行为如何影响牵线木偶的运动。

牵线木偶作为一种低欠驱动、高维、高度非线性耦合摆系统，其操控实际上是一项极其复杂的任务。木偶的动作受到多种力量的影响，如重力、弦线的张力以及内力等。木偶操作者的行为与牵线木偶的动作之间并没有直观的联系，需要不断的练习和模拟才能掌握。

苏黎世联邦理工学院的研究团队利用前向动力学模拟产生的运动衍生物来预测机器人的行为。他们采用二阶灵敏度分析来表达牵线木偶和机器人运动轨迹之间的关系，并建立了一个基于物理的仿真模型，以帮助实现目标运动。

初步测试中，研究人员挑战了一些看似简单的任务，例如将钟摆放在杯子里或避开障碍物。障碍物的位置不同，用力的角度和大小都会有很大不同，这需要进行无数次的测试与模拟。随后，他们逐渐提高了控制的难度，例如控制一只燕子等精细动作。团队还优化了机器人设计元素，如手柄配置，以更好地实现目标运动。

值得一提的是，PuppetMaster系统还被应用于控制四足机器人。实际操作和仿真结果有时存在差距。对此，研究人员承认仍有改进空间，例如开环牵线木偶等新技术。他们还指出，机器人木偶操作的意义远超出娱乐范围。提高机器人的灵活性至人手水平，将开启各种类型的工作自动化潜力，如折叠衣物、铺床或建筑工地上的精细操作等。这项研究为我们提供了一个充满希望的开端，随着技术的不断进步，未来机器人的应用领域将更加广泛。

想了解更多内容请查阅：