刊登日期 : 03/10/2022
近年机器人行业发展如火如荼,四足机器人如波士顿机械狗大家见得多,六足机器人又见过吗?
由上海交通大学自主研发的六足滑雪机器人和六足冰壶机器人,身姿矫健、投壶精准,既能当运动员的陪练员,又能在运动场地进行测试和巡逻,创造出更舒适安全的冰雪体验环境。
六足滑雪机器人自主规划路线 避障转弯
六足机器人又叫蜘蛛机器人,是多足机器人的一种。在科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项支持下,上海交通大学设研发出六足滑雪机器人。
机器人采用双板滑雪,中间的四条腿分成两组,每两条腿固定在一个滑雪板上,用于控制滑雪板的位置和姿态,两侧的两条腿分别加装了滑雪杖,通过控制滑雪板的位置可以实现滑雪的速度控制、转弯和制动等功能。
据介绍,六足滑雪机器人除了高速滑雪,还能躲避人群、自主规划最优路线。它在雪场高速滑行时,遇到障碍物能急转弯,继续保持自己矫健的滑雪身姿,还能在滑行的过程中完成高山滑雪运动中的“过旗门”任务。
如何能实现以上的“技能”?原来,六足滑雪机器人配备了一个智能系统。这个系统包括动态平衡稳定控制、智能感知和智能规划,通过设计智能和行为智能的有机融合,使得机器人能够分析人的滑雪行为数据,模仿人的滑雪动作,适应户外雪面的环境特性。
六足滑雪机器人的适应温度在零下25摄氏度到40摄氏度之间,展望未来,既可以作为滑雪辅助教练,也可以在高山和冰雪等严寒复杂环境中开展巡逻、救援等作业,帮助人们规避风险。
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世界首款 冰壶六足机器人精准投壶
在六足滑雪机器人之外,上海交通大学还研发出世界首款六足冰壶机器人。它具备人类投掷冰壶的行为功能,六条腿分为前、中、后三组:前部双腿转化为人手的功能,实现抱壶和旋转壶的运动﹔中部双腿的膝盖和前部双腿的肘关节复合成四点接触冰面,形成人支撑腿的功能﹔后部双腿蹬踏起踏器,实现推动机器人加速滑行的功能。
值得一提的是,有“冰上西洋棋”之称的冰壶比赛还是一场智力博弈。因此,六足冰壶机器人除了“体能”了得,更是一位“智力型”选手。冰面的粗糙度和摩擦特性受冰面的制作和使用时间长短的影响明显,机器人要通过视觉和力觉检测讯息,辨识冰面的摩擦特性,来建立机器人和冰壶的动力学模型,从而实现更精准的冰壶投掷。
六足冰壶机器人既可以作为运动员的陪练,帮助完成投掷、击打的教程演示,又可以进行冰壶投掷的技术训练,获得更好的击打策略,为运动员竞技比赛提供参考。
在比赛休息阶段,机器人还能表演冰壶投掷或进行人机竞赛,为比赛增添乐趣。在2022年北京冬奥会上,这款机器人就曾在“冰立方”表演冰壶投掷,六投六中,惊艳全场。
运动比赛之外,六足机器人更可用于导盲,因其稳定性高,行走速度适中,能够满足引导视障人士行走的需求。透过语音和力量感触技术,实现与视障人士之间的人机交流互动,而机器人设置的镜头能感知环境,自主避开障碍。