作者|番番
來源|極果編輯部
大家還記得,8月份特斯拉發布的人形雙足機器人“Tesla Bot ”嗎,當時這個身高1.72米,體重56.7kg的家伙來了一段“機械舞”,極果君至今記憶猶新。
其實,這種人形雙足機器人并不算新鮮。2019年,豐田工程師就造了一個名叫“ Cue”的機器人,身高1.9米,有著類人形的手指,穿上專用籃球運動衫和短褲后,櫻木花道有木有!
這個大家伙運用了人工智能技術,看家本領就是投籃,投球時還會“曲膝下蹲”,投球命中率接近100%,超過一票專業籃球運動員。
是不是還挺酷的。只可惜,只會投籃,沒法跑兩步運球。
相比之下,“老網紅”波士頓動力機器人Atlas就優秀許多。不僅會基本的走路、跑步,而且還能跳躍、后空翻、一只手翻過“欄桿”,行云流水完成一整個跑酷過程!
不難看出,隨著技術發展,雙足機器人已經變得越來越聰明,不止模仿人類,而且...還能做到人類做不到的事情。
加州理工學院的研究人員就打造了這樣一臺機器人?——“Leonardo”(簡稱 LEO),它具有近似人類的外形,還能做出行走、奔跑、跳躍等一系列動作,關鍵還能飛,可謂機器人跟無人機的超級“合體”!
一切秘密,都在它的小身板上。
與Atlas相比,LEO構造要簡單些,從上往下,分別是一個圓頂形保護頭盔、兩只手臂、一個包含電機和電子設備的“身體”,以及兩根多關節腿。身高75厘米,體重2.5公斤,四肢纖細。
雖然看似簡單,但各個部分都設計精細。
肩部安裝有4個對稱放置的螺旋槳,用來穩定和控制行走和飛行動作。軀干里,是電池、傳感器套件等一些重要零件。
兩條腿對稱,每條腿有3個伺服電機,一個在骨盆,另外兩個在臀部前后,三個伺服電機共同控制腿部的運動。為了減輕重量,LEO腿部采用了碳纖維管和3D打印碳纖維增強尼龍關節。
腳上“高跟鞋”造型很特別,這也是為減輕重量而設計,同時,在站立不動的時候也能保持穩定,一舉兩得。另外,為了防止機器人滑倒,腳尖部分是半球形的聚氨酯橡膠,這種材料摩擦系數非常高。
“行走模式”與“飛行模式”,是雙足機器人很常見的兩種移動方式,但即便優秀如Atlas,也只能實現其中一種,而LEO能在兩種模式間自由切換,敏捷度一流。
LEO是首個使用多關節腿和螺旋槳推進器來控制平衡的機器人,通過自身的機載計算機和傳感器套件,實現完全自主運行。
兩個并行運動控制器:分別用于行走和飛行。
走路時,依靠腿部致動器去向前移動,正常行走速度為每秒20厘米。這時,肩上的螺旋槳起到穩定作用;飛行時,受益于肩部四個螺旋槳,LEO能像無人機一樣飛行,平衡性非常好。
并且,落地后還能接著行走。
要知道,這種同步使用螺旋槳推進器和腿關節,實現從“飛”到“走”的連續動作是很難的,而LEO做到了。此外,它還能根據要穿越的障礙物類型,自行選擇步行還是飛行。
令人驚喜的是,除了正常行走和飛行之外,LEO還學會了一系列高難度的動作......
得益于其混合運動的能力,研究人員發現LEO可以完成一些常規機器人難以完成的動作。
比如滑滑板。無論是動作還是技術都很專業,過障礙時,比一些初級滑板愛好者還要厲害!
高難度走鋼絲也不在話下,就是走路姿態有點魔性,像一只穿了高跟鞋的小雞在踱步。
它的平衡感有多好?3.8m/s的風速下也能保持穩定!
得益于這一身絕技,未來LEO將應用廣泛,地上天上皆可。
在地上,它有望代替人類從事高危工作,比如檢查高壓線路、粉刷高大的橋梁或其他高處、檢查建筑物屋頂等;至于天上, LEO可以被打造成智能起落架,假如火星直升機搭載上它,當著陸遇見斜坡時,飛行器能保持平衡,減少故障發生。
目前,LEO還處于研發階段,下一步就是給它“換腿”,換一條更具剛性的機械腿。
研發團隊稱,目前LEO行走時是借助螺旋槳來保持平衡,能耗非常大。換腿后,腿部能分擔更多的機身重量,借此來增加螺旋槳的推力,讓LEO在較少依賴螺旋槳的幫助下,也能實現行走和保持平衡。
此外,研究人員還計劃為低空軌道裝備一種新開發的控制算法,利用深度神經網絡控制無人機的著陸,使機器人更好地了解環境,最終有望從行走、飛行、行走+飛行這三種運動方式中,自行決定從A到B的最佳方法。
未來這樣類似的機器人,或許還可以用于探索星球,大家期待那一天的到來嗎。