不需感測器或控制器,日團隊透過調整電壓讓四足機器人自動調整步態

作者 | 發布日期 2017 年 11 月 06 日 22:00 | 分類 尖端科技 , 機器人 follow us in feedly

為了讓機器人行走能夠更加穩定,研發四足運動機器人的專家經常會花大量的時間來制定步態控制策略,同時也將預定任務的地形環境納入考量,但日本研究人員最近找到了一種更為簡單的方式來讓四足機器人適應環境。



IEEE Spectrum 期刊指出,日本大阪大學的研究人員最近嘗試採用了一種不同的方式,讓機器人在不須倚靠任何感測器或控制器的情況下,透過搭載在腿上的低扭矩馬達及身體和環境間的相互作用便能自動產生步態。

這個概念最令人驚喜的一點,便是搭載在每個腿上的低扭矩 DC 馬達在動作時會自然產生的震盪模型,每個馬達都透過純粹的物理機制應對自身的缺陷,來延遲並調整腿的相對位置,進而產生出能夠行走的步態。

(按:由於太簡易,這個裝置似乎不太能稱為「機器人」,反而較像自動化裝置,但考量到研究者傾向以機器人稱呼便繼續沿用。)

在這些實驗中,唯一需要進行調整的便是這 4 台驅動行走馬達的輸入電壓,研究人員不再需要為機器人的步態擬定控制策略,每個步態都是由地面和馬達間的交互作用自然產生的。

目前團隊在 2.5 伏特和 4 伏特的電壓輸入時,能夠讓四足機器人做出兩種不同的穩定步態;2.5 伏特時,機器人會朝向對角線移動,4 伏特時則會以橫向跑動。

研究人員認為,包括機器人的身體在移動時會怎麼彎曲、身體部分的重量和重心的高度,這些固有結構都與步態變化有一定程度的相關。

透過機器人自身結構產生的步態,從某種程度來說也可以算是一種「自然振盪」,這也就是說透過不同的結構配置,不同的振盪將會產生不同的步態。

研究人員認為,它們的實驗未來或許還能用來解釋「四足動物調整步態的物理機制」,但也坦言還需要更多的證據來證實這個說法。

團隊將在今年12月 5~8 日舉辦的 IEEE-ROBIO 大會發表相關研究。

(首圖來源:研究人員 Yoichi Masuda YouTube)