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  • 上大研制出多款仿生机器人 “小狗”能四肢腾空

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    • 时间:2016-10-26
    • 来源: 解放日报
    • 编译:zy
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    球足混合机器人
     
      一只“篮球”骨碌碌滚动,行至坎坷不平处,突然底座弹出几只脚,溜达着向前走;形如一只小狗的四足机械,不仅能跑能跳,更能四肢腾空,时速能追上一个成年人;一只奇怪形状的机器,多足传动行走,宛如传说中的“木牛流马”……
     
      这几天,第18届中国国际工业博览会高校展区筹备布展,来自上海大学仿生机器人研究小组的展品吸引了众多目光。
     
      足式机器人成必争地
     
      日本福岛核电站灾后地形环境条件下,机器人连续完成自动驾车、开门锁、操作管阀、破墙、清理瓦砾堆和爬楼梯等8项任务……这是代表全球机器人研究最高水平的DARPA机器人挑战赛的大题。最终部分实现这些目标的机器人系统,是具有更强运动能力和智能水平的仿生机器人。
     
      机器人的研究及产业发展已被公认为最具潜力的前沿科技工程之一,仿生足式机器人是必争之地。来自上海大学机电工程与自动化学院(以下简称“机自学院”)的仿生机器人科技成果日前得到了国际知名科技媒体的持续关注与积极评价。2016年3月,美国电气电子工程师学会旗舰出版物《IEEE 科技纵览》在官方主页ROBOTICS专栏中对上大仿生机器人进行了主题报道,聚焦其纯电驱动及小型化设计;全球流行科技网站Engadget日文版也对上大仿生机器人进行专题报道,着重介绍机器人灵活轻巧及多样化的运动性能特点。
     
      机器人研制不可缺三基因
     
      “机器人研究千头万绪,然而追本溯源,‘基因’有三个。”项目组负责老师、上海大学机自学院贾文川介绍。
     
      其一是机构,这与普通意义上的“机构”词意完全不同,是表示机器人的机械构造方案。“越少越好”是足式机器人研究的常用语,目前,绝大多数研究只推进到八足、四足。
     
      其二是动力。主要指驱动机器人运行的电动机部件的选择和开发。由于足式机器人的体积较小,项目组面临“现成电动机力量不够、力量够大体积又太大”的困境。为此,他们专门开发全新的电动机及测试设备。
     
      其三是控制技术,相当于机器人的大脑和神经网络
     
      课题组第一代小型电驱动四足机器人样机被命名为XDog。XDog,具有12个运动自由度,自重约7公斤,负载能力1公斤,关节总输出力矩约8牛米,平地快速行走速度约0.7米/秒,原地四足跳跃高度可达7厘米,可爬25度角斜坡,具有匍匐、行走、小跑、跳跃等多种动作能力,并能够抵御一定侧向力冲击并保持较好的运动平衡,装备4000毫安时的电池可在平地连续行走30分钟。
     
      探索机器人应用新方向
     
      “机器人应用领域,其实还有很大空间,无需一味跟随其他国家的脚步。”贾文川说。
     
      以这次高校展区的展品为例,项目组以提升机器人地形适应性并保持较高运动效率为核心目标,设计了一种新型可变形机器人,能实现球式滚动、四足行走、转爬等多种运动形态,还可通过表面形状结构的变形,实现四足肢体的进化与退化,从而增强越障和姿态调整能力。
     
      由于小巧灵活,项目组多系列小型足式机器人已获得应用推广意向,多种机器人单元技术与集成技术获得推广。
     
      项目组还与联想公司共创机器人实验室;与内蒙古相关部门合作,通过加载卫星导航模块、外观全新设计,以及对草原放牧环境的功能性适应,研发可远程遥控的“机器牧羊犬”。
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