沒有上半身的鴕鳥機器人,搞不好就是未來的送貨員

作者 | 發布日期 2017 年 02 月 13 日 22:00 | 分類 尖端科技 , 機器人 follow us in feedly

Cassie 是一款由機器人公司 Agility Robotics 研發的運動靈活雙足機器人,能夠應用於科學研究、災難救援,將來還會用於貨物運輸。



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2 月 10 日,從奧瑞岡州立大學拆分出的智慧機器人公司 Agility Robotics,發表了被稱為 Cassie 的全新雙足機器人。Cassie 是一台非常靈活的雙足機器人,它比我們過去看到那些拖著沉重步伐、小心翼翼前行的雙足機器人,看起來更像靈活的人類在行走。這使 Cassie 更能處理那些人類走起來毫不費力的複雜多樣地形,它所擁有的智慧能幫助人類應付不同的環境和狀況,而這種智慧是未來機器人必須具備的。

除了用於搜尋救援和賑災,Agility Robotics 還考慮了另一個非常特別的使用場景:他們想讓 Cassie 踏著輕快的步子走上你家台階,並把包裹放在你家大門口。

在一個示範影片中,Cassie 雖只有 3 個月大,但你仔細觀察這個機器人行走時雙腿的動作,你會發現它步伐平穩,沒有明顯的彈跳。

影片中,他們毫不客氣地讓 Cassie 做各種各樣的事情:穿越泥地、穿越草叢,它能在水中搖擺的浮橋上保持平衡,甚至能在大雨中站立,這些技能對所有想在俄勒岡州生存的機器人都非常重要。

Cassie 看起來更像一隻鴕鳥而不是一個人,不是因為 Agility Robotics 特地設計了一台類鴕鳥機器人。他們不想透過簡單的模仿動物形態仿生。他們研究動物行為和動作姿態來尋求設計靈感。研究人員首先想到的是在地上奔跑的鳥類。透過 Agility Robotics 公司聰明的設計,Cassie 的動作更加敏捷、高效和強健。589d84127b866

▲ 這是雙足機器人必須的測試。

Agility Robotics 是一家新公司,但它是 ATRIAS 機器人中的一股力量。Cassie 是在充分吸收了 ATRIAS 的基礎上設計的新一代機器人,它的目標是建立一個更實用、更有能力的平台。如同 Agility Robotics 的聯合創始人(也是奧瑞岡大學的教授)Jonathan Hurst 告訴我們的一樣:

在 ATRIAS 的設計之中充滿太多太多未知。ATRIAS 是第一台模仿人類步伐的示範機器人,且使用彈簧裝置行走。彈簧裝置用來減少地面的反作用力和維持人類直立行走的質心運動。但這台機器除了只是一個科學示範,沒有其他的實用意義。

從 ATRIAS 我們學到幾個關鍵點:首先,ATRIAS 的腿部架構設計是四連杆架構,某種程度上,將彈簧架構的慣性降到最小。但是這種架構導致內部一個電機會阻礙另一個電機的運動,內部的電機之間浪費了很多能量反覆開關,而不是用來做正事。經過細緻的研究解析,我們設計了 Cassie 獨特的腿部架構。這樣的腿部架構使電機體積更小,並且比 ATRIAS 更高效能。

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▲ Cassie 擁有 3 個自由度的髖關節。

除了更高效能,Cassie 在 ATRIAS 基礎上進行各種各樣的實用性提升。像人類一樣,它擁有一個三自由度的髖關節,允許機器腿部能向前、向後和側面移動,同時還能完成腿部旋轉動作。這樣全新的架構設計使 Cassie 比 ATRIAS 更容易操控。它擁有加強的腳踝設計,使其能靜靜站在原地,不會像 ATRIAS 為了保持平衡需要不停移動雙腳。它有夠大的電池容量來執行效能強大的外掛電腦,意味著將來可以集結各類環境感知系統。

密西根大學工程學院教授 Jessy Grizzle,曾在 Dynamic Legged Locomotion 實驗室反對將 ATRIAS 機器人命名為 MARLO。他拿到一台首批 Cassie 機器人後,對其優異的效能大為興奮。這位教授曾和他的學生做過吃力不討好的測試,確認 MARLO 在戶外步行時不會跌倒。「Cassie 很穩定,」Grizzle 告訴我們。「它專為高低不平的路面設計,用來進行跌倒測試。原則上講,我們不應使用任何安全防護措施。這樣我們就能把機器人帶到室外去了。」

與此同時,Agility Robotics 開始為 Cassie 尋求科研以外的商業應用價值,Hurst 告訴我們:

如果我們真的知道如何設計靈活、能幹的雙足機器人,對此類機器人未來會有很多應用場景。包括搜尋營救、機器外骨骼、帶有動力裝置的義肢和寄送包裹。

我認為將來雙足機器人的市場和汽車工業類似,包括市場規模大小和對社會的影響力方面。我們都想要遠端監控機器人,在家庭方面我們需要機器人提供輔助說明。我們都想要日用品和其他貨物能夠又快又便宜的送到家門口。我們都希望整個生產製造過程中,透過提升物流效率,顯著降低貨物的製造成本。Cassie 朝這個方向邁進的第一步,它會是賣給研究機搆的第一代產品,用來幫助研究者社群解決人類生活環境中應用雙足機器人的問題。Cassie 會持續改進和發展。Agility Robotics 會將焦點放在產品本身和商業用戶身上。

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▲ Cassie 的最終設計有保護罩。

Hurst 告訴我們,機械手臂和各類感應器很快會應用到機器人身上。這些感應器能夠幫助 Cassie 在跌倒後能自己站起來;同時還有一個遠端 VR 系統。關於成本方面,公司不願意透露具體數字,只告訴我們他們的目標是製造出總價低於 100K 美元的機器人。

公司說首批生產的 Cassie 已經售完。但是如果你想買一個回來研究,那就得等到夏季。就使用 Cassie 遞送包裹而言,這是一個非常讓人感興趣的點子,且能夠看到帶來的好處:我們身邊的世界大部分都是適合人類雙足行走的環境,而雙足機器人將來能成為最容易、最可靠的平台。Cassie 能夠替你搬雜物上樓梯之前,還要有很多工作要做。但我們仍迫不及待地希望,可以看到 Cassie 在雙足行走方面有更精彩的表現。

(本文由 雷鋒網 授權轉載,圖片來源:Agility Robotics

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