如果预计双足机器人能够成功地执行搜索和救援以及灾难救援的预期任务,那么科学家和工程师将不得不观察机器人的步骤。它建立在这样一种情况下,即双足机器人必须在没有绊倒和坠落在危险地形的情况下移动操作。
本月在IEEE Spectrum撰写文章时,两位在双足步行研究前沿的研究人员让我们一睹机器人在艰难的地形上行走所面临的挑战,他们必须加强,降压,保持平衡,不失败。
他们补充说,毫无疑问,挑战仍然存在。“目前最先进的机器人运动速度慢,准静态运动,对意外干扰不稳健,在能源使用方面效率低下。”
Ayush Agrawal和Quan Nguyen来自加州大学伯克利分校和卡内基梅隆大学。他们解释了为什么这很难。他们写道,“设计能够处理离散立足点(如碎石或踏脚石)的控制算法具有挑战性,因为对脚部放置有严格的限制,不能违反,这些系统的运动受复杂的动力学方程控制。”
他们还评论了机器人如何移动。“此外,这些机器人不会'知道'提前的地形是什么样的;只有下一步的位置会显示给机器人,这个场景很接近机器人在现实世界中会遇到的情况。”
加州大学伯克利分校和CMU团队的两人及其混合机器人小组似乎正在进行“最佳和非线性控制系统”的下一步工作。
根据Luke Dormehl的总结,数字趋势:加州大学伯克利分校和卡内基梅隆大学的一组研究人员,包括Koushil Sreenath教授,Ayush Agrawal和Quan Nguyen,开发了控制算法,允许ATRIAS机器人动态并迅速走过去步进的随机地形石头。
论文“一步预览的随机变化离散地形的动态行走”探讨了“两步周期步态优化”。它使团队能够处理机器人脚步放置的广泛变化。
两人表示,他们一直致力于“为高度自由的双足机器人开发正式的控制框架,这不仅可以确保在离散地形上精确放置脚步,而且还可以模拟不确定性和外力。”
该团队在不同类型的地形下使用欠驱动(在脚踝处没有致动器,只是定点脚)双足机器人。这是一个ATRIAS机器人 - 一个实用的选择,因为机器人可以测试运动。
ATRIAS网站页面引起人们对碳纤维腿部机制的关注,因为它重量轻,并且可以软化每个脚步,而不是向身体发送大量的震动。
在一些“整洁的数学 ”的支持下,Agrawal和Nguyen说他们的机器人可以在不连续的地形上行走而不会滑倒或摔倒。
机器人在踩踏脚踏板时可以正常运动。Agarwahl告诉“ 数字趋势 ”,他们已经能够实现“在踏脚石上精确的足迹位置” ,“人类规模的双足机器人具有不同的步长和阶梯高度。”
Agarwahl和Nguyen在IEEE Spectrum中表示,“我们相信这是第一次在双足机器人上成功演示出步进长度和阶梯高度同步变化的踏脚石动态行走。”