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机械猎豹:仿生机械技术的实例

2024-12-27 206

麻省理工学院 Panasonic 讲座教授 Rodney Brooks 28 日在台发表专题演说,介绍 MIT 近期在机器人学(Robotics)的相关发展。Rodney Brooks 特别提到,MIT 认为机器人是非常值得进行学术研究与产业合作的一个学术领域,至少牵涉到材料、动力、感应器、辨识技术与算法的整合等等。也提到机器人可以使用的场合手术、救灾、驾驶、制造与老人救护等。

MIT 机械系副教授,同时也是仿生机械实验室(Biomimetics Robotics Lab)主任的 Sangbae Kim 28 日就在时代基金会记麻省理工学院(MIT)全球产研计划台湾年会介绍他们正在发展中,由美国国防高等研究计划署(Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA)所补助的机械猎豹 2 代(MIT robotic cheetah)计划的最新进展。

Sangbae Kim 提到会做这只猎豹的其中一大目的,是希望人类可以透过这个工具在艰难的情况或环境下使用,例如协助在大规模灾难时可以救灾。他提到在看到东日本大地震所造成核灾后当地的惨况及相关报导影片,他无法想像人要怎么在那样的环境中救灾与进行大规模复原,特别是在全球主要国家的人力都在衰退的情况。

▲ 启发 Sangbae Kim 的其中一个研究项目,Gecko 启发机器人计划的 StickyBot。

Sangbae Kim 提到,在早期他选定要以机器人做为自己的研究项目时,他曾经考虑过很多不同的项目,他想要做出一种可以稳定行动、快速移动的机器人载体(取代轮子在不能够快速移动的非平地环境自在移动)。经过对生物界的观察,他发现多数可以稳定快速移动的生物都是四脚着地的(少数使用两脚着地的包括袋鼠、不能飞的鸟还有….人)。

▲ 在 DARPA Robotics Challenge 2015 中的各种双脚机器人仆街。

因此他决定认真研究怎么让机器用四只以上的脚来移动。所以有了他早前在 Stanford 念书时的作品 iSprawl。

▲ Sangbae Kim 早期在 Stanford 念书时的作品 iSprawl,一只可以六脚移动的机器人。

当然,Sangbae Kim 也考虑过其他移动方式,例如底下的影片,警告:吃饭时慎入。

▲ Sangbae Kim 在实验室里实作可以像大自然里的毛毛虫班蠕动的机器人。

Sangbae Kim 随后提到,实作猎豹的基本移动其实并不如想像中难,真正困难的点在后续的一般化,例如可以赋予猎豹视力辨认远近,并学会在时间内做出正确的跳跃反应,同时需要控制机械脚的平衡避免它乱飞起来。这牵涉到机器视觉识别与视觉稳定技术,在大自然,这是非常简单可以实现的,例如:

▲ Mercedes Benz 广告里展示鸟类头部自动保持视觉稳定的机制。

Sangbae Kim 最后提到,MIT 猎豹计划还正在进行,现在刚发表了第二代的猎豹 Cheetah 2。这是第一次可以以时速 15 mile 左右实现移动的四脚机器人,除了可以在保持一定时速的情况下完成自动跳跃平衡,这只机器人的能耗比率也因为采用全电力提供而非常惊人的靠近于一般人类(相较于采用油做为动力的 Boston Dynamics 的大狗)。

▲ 会侦测异物靠近并完成动态跳跃平衡的 MIT Cheetah 2。

(本文由 数位时代 授权转载)

延伸阅读:

  • 能跑能跳,麻省理工学院推出电动机器猎豹
2019-03-24 01:31:00

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