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波士顿动力的现场机器人得到了支持:四足机器人现在可以使用手臂半自主地与其周围环境进行交互
2021年04月27日    阅读量:4930     新闻来源:中国机械网 okmao.com    |  投稿

波士顿动力公司(Boston Dynamics)为其翻两番的Spot进行了至少五年的研究。沿途有很多预告片,包括2018年初的Spot用手臂打开一扇门的45秒剪辑,它以8500万次观看似乎是波士顿动力有史以来最受欢迎的视频。


显然,将Spot从高度动态但主要是被动的传感器平台转变为可以与其环境交互的移动操纵器的过程中,引起了极大的兴趣中国机械网okmao.com。 


波士顿动力的现场机器人得到了支持:四足机器人现在可以使用手臂半自主地与其周围环境进行交互 中国机械网,okmao.com


正如任何进行过移动操作的人都会告诉您的那样,实际上,构建手臂只是第一步-真正棘手的部分是让该手臂完全按照您想要的去做。特别是,Spot的手臂需要能够以一定程度的自主权与世界互动,以便在商业上有用,因为您不能期望人类(无论是远程还是其他方式)都将所有的时间都花在定位各个关节上或其他事情上。


捡起某物。因此,关于这支机械臂的真正问题是,Boston Dynamics是否已设法使其达到了足够的自治程度,以至于机器人经验相对较少的用户将能够使它执行有用的任务而又不致于发疯。


今天,Boston Dynamics宣布Spot臂的商业可用性,以及一些名为Scout的改进软件以及一个自动充电基座,它将为机器人提供更大的独立性。而要弄清楚到底是什么Spot的新手臂可以做的,与我们交谈扎卡里Jackowski,现货总工程师在波士顿动力。


尽管Boston Dynamics的重点一直放在动态移动性和腿式机器人上,但该公司一直致力于操纵。我们在2016年的Spot的早期迭代中首次看到了手臂原型,该原型展示了一些令人印象深刻的功能,包括装载洗碗机和以只会造成小灾难的方式来拿啤酒。但是我们猜测Spot的手臂可以追溯到BigDog疯狂而强大的液压面部手臂的历史,该手臂在2013年引起了煤渣块的混乱:


Spot的手臂没有那么强大(它必须将煤渣块沿地面拖动而不是将其扔到太空中),但是您肯定可以看到它的相似之处。这是波士顿动力公司昨天发布的介绍Spot的新分支的视频:


该视频有几件事情马上出现了。首先,Spot正在用手臂进行全身操纵,而不是仅仅充当将手臂伸到需要移动的四脚基座。规划看起来是紧密集成的,因此,如果您要求机器人操纵一个对象,则其手臂,腿部和躯干都会协同工作以优化该操纵。


另外,当Spot拨动该电子开关时,您会看到机器人成功地抓住了该开关,然后以一种看起来像它可以更好地控制拨动开关的方式重新定位其主体,这是一个绝妙的技巧。好像它可以利用其腿部的力量来增强其手臂的力量一样,就像在拖动煤渣块时一样,这无疑是对BigDog的敬意。挖洞特别令人印象深刻。但是再说一次


在我们接受Spot总工程师Zack Jackowski的采访之前,值得观看Boston Dynamics与我们分享的另一个视频:


值得注意的是,Spot正在打开不兼容ADA的门,并且机器人使用一个简单的两指夹持器来完成此操作。您看到的大多数与门交互的机器人都依赖于ADA兼容的硬件,这意味着(除了别的以外)意味着可以推动把手,而不是必须扭转的旋钮,因为对于机器人来说,抓住并扭转光滑的圆角要困难得多。而不是只是将把手砸了一下。这种功能与Spot能够穿过弹簧门的功能相结合,有可能为机器人打开更广泛的人类环境,而这就是我们开始与Jackowski进行对话的地方。


IEEE Spectrum:在什么时候您决定要使Spot的手臂有用,它必须能够处理圆形门把手?


Zachary Jackowski: 我们就像许多机器人专家一样,在会上有关操纵的会议上有人会说“轮到圆形门把手了”,人们会开始people吟。但是现实是,为了使机器人有用,您必须参与用户所拥有的环境。Spot的手臂使用的是非常简单的抓手-这是一个自由度抓手,但是它的所有精细几何轮廓都经过了深思熟虑,以便可以抓住符合ADA的杠杆手柄,并且还可以围绕圆形门把手围住把手。Spot之类的机器人的主要目的是与您所处的环境互动,因此您不能裁剪掉圆形门把手之类的东西。 


我们很高兴能与用户一臂之力,并让他们开始告诉我们它真正在哪些门上工作得很好,以及他们遇到了什么问题。我们将致力于快速改善所有这些方面。我们进行了几次活动,例如:“直到我们能在Boston Dynamics打开每一扇门,还没有准备好!” 但是,波士顿动力公司和我们的测试实验室中的每一扇门只占世界上所有门的一小部分。因此,我们准备在今年学到很多东西。


当我们看到Spot打开一扇门,或者在启动视频中执行其他操作行为时,其中有多少是自主的,有多少是脚本化的,因此在循环中有多少人?


机器人进行拾取的所有场景(例如雪景或洗衣场景)实际上是几乎完全集成的自主行为,周围包裹着一些脚本。我们训练了一个检测器来检测一个物体,机器人正在识别环境中的那个物体,将其拾取并自动将其放入垃圾箱。其中的脚本部分是告诉机器人执行一系列选择。 


半自动操纵是我们兴奋的一件事,而机器人专家对于可能一直返回到DRC感到兴奋。因此,我们在界面中内置了多种模式,如果您看到要机器人抓取的对象,您要做的就是在屏幕上点击该对象,然后机器人会走到它上面,使用深度摄像头它的抓取器可捕获深度图,并自行计划抓取。这也是内置的。


跳绳—机器人不仅会自己跳绳。我们编写了用于移动绳索的手臂动作的脚本,并使用我们的API编写了脚本来协调所有三个机器人。在我们的停车场用粉笔绘制“ Boston Dynamics”的脚本也被编写成脚本。我们的一位工程师编写了一个非常酷的G代码解释器,该解释器对图形进行矢量化处理,以便Spot可以绘制它们。


因此,对于最终用户而言,如果您希望Spot能够自动为您翻转某些开关,则只需要在交换机上训练Spot即可,然后Spot可以自主执行任务?


根据与机器人的交互方式,任务可以通过多种方式分解。如果您是平板电脑用户,则可能只需要在平板电脑的屏幕上识别一下自己的开关即可,机器人会找出并抓住它。然后,您将在平板电脑上进入受限的操作模式,并且机器人将能够致动开关。但是,机器人将处理复杂的控制方面,例如弄清楚它必须要拉多硬,开关的旋转中心等等。 


Spot挖掘的视频非常酷-那是如何工作的?


这主要是脚本行为。其中有一些非常有趣的控制系统主题,例如在将抹子插入泥土中时如何实际执行正确的力控制,以及在执行操作时如何保持机器人的稳定性。编写脚本的高级任务是如何在污垢上打个好洞。但实际上,这是问题的一部分,您需要正确的控制系统才能真正做到这一点,否则您会将泥刀挖到地面,然后将机器人翻转过来。


我上次看到Boston Dynamics机器人拨动开关和转动阀门的时候,我想可能是在2015年DRC期间,当时他们拥有熟练的机器人操作员,可以控制每个自由度。Spot与现在的情况有什么不同?商业领域的非专家真的能使机器人执行有用的任务吗? 


许多事情,例如“捡起房间里的东西”或“转动开关”,都可以由训练有素的操作员仅使用平板电脑界面来完成。如果您想实际命令Spot的所有手臂自由度,则可以执行此操作-不是通过平板电脑,而是API会公开所有这些。


实际上,这与基本机器人明显不同。我们从未公开过API的一部分,该部分可让您命令各个腿部的自由度,因为我们认为这样做的效率不高。手臂有点不同。有很多聪明的人正在研究手臂运动计划算法,也许您想以一种超精确的方式来计划您的手臂轨迹,然后执行一个DRC风格的界面,然后单击以批准它。


您可以根据需要通过API进行所有操作,但从根本上讲,它也是用户友好的。它遵循我们的通用API设计理念,即为您提供工具箱中最高级的部分,使您能够解决我们未曾想到的复杂问题。


现在回首过去,看到这么多年后,机器人所做的事情真是太酷了,吉尔·普拉特(Gill Pratt)兴奋地与DRC展开了合作。现在,这只是您可以购买的东西。


Spot的手臂安全吗?


您应遵循与Spot正常工作时所遵循的安全规则,即在机器人通电时,请勿将其放在两米外的范围内。Spot不是合作伙伴。你不应该拥抱它。从根本上说,机器人最有价值的地方就是人们不想成为或不应该成为的地方。


我们已经看到人们使用Spot的手臂对Spot的早期视频有何反应-您能帮助我们对Spot的含义设定一些合理的期望吗?


您知道,它回到了人们对我们的机器人所做的正常假设,而这并不是很现实。我们正在做的所有这些操作工作-机器人实际上是一种工具。即使这是一种自主行为,它也是一种工具。机器人正在挖一个洞,因为它有一组说明,说“在这里,这里和这里的这么远的距离上施加这么大的力”。


这并不是挖洞并种树,因为它爱树木,就像我很想建造一个像这样的机器人一样。 


码头

关于扩展坞,没有太多要说的,除了它是使Spot能够长期自治的必要条件。Spot穿插的不舒服的充电触点还包括有线网络连接,这很重要,因为Spot经常带着很多需要卸载和处理的大量数据返回家中。停靠和取消停靠是自主的-一旦机器人看到停靠点上的基准标记,就会启用自动停靠,只需一按即可将机器人停下来。 


在简短的远程演示中,我们还学习了有关Spot更新后的远程界面的其他一些有趣的东西。这是非常耐延迟的,因为您不必直接驱动机器人(尽管您愿意的话也可以)。单击摄像机视图上的一个点,Spot将自动移动到该位置,同时避免障碍,这意味着即使您正在处理几秒钟的延迟,机器人也将继续安全前进。如果(何时?)Spot开始探索月球,这将尤其重要。


远程界面还具有一个选项,可调整Spot距障碍物的距离或完全关闭避障功能。如果Spot将某些实际上不是障碍物(例如窗帘)视为障碍物,则后一种功能很有用;而如果机器人在需要为可能存在危险的物体提供特别宽的泊位的环境中运行,则前一种功能很有用。碰到。Jackowski提醒我们:“机器人不是完美的,机器人将永远都不是完美的。”这是我们真的(非常)感谢来自开发强大,动态机器人的人们的来信。“无论机器人有多出色,您都应该始终尽可能降低风险。” 


降低风险的另一部分是让用户通过使用远程界面中的拨动开关进入“楼梯模式”,让Spot知道何时要上楼梯或下楼梯。楼梯仍然是Spot的挑战,并且“楼梯模式”会降低机器人的速度,并鼓励其更积极地俯仰,以更好地了解楼梯。


我们鼓励您使用楼梯模式,也鼓励您发送Spot上下楼梯,并且其“头部”以两种方式都指向楼梯,但这不是楼梯导航所必需的-如果您愿意,可以将Spot向下发送楼梯先驶入而无需将其置于楼梯模式。Jackowski说,最终,即使不在楼梯模式下,Spot也会自行检测楼梯并相应地进行调整,但就目前而言,降低风险已经牢牢掌握在用户手中。


Spot的传感器负载(这是我们在演示中要尝试的工作)为我们提供了一个很好的机会,让我们可以听到Spot STOMP STOMP STOMP SMP的声音,这也让我们有机会向Jackowski询问为什么他们无法将Spot变成安静一点。“


出于相同的原因,对于Spot来说,稍微走一步是有好处的,如果您被蒙住双眼走动的话,对于您来说有点走动是有利的。那是因为它确实可以让您知道地面在哪里,尤其是当您“不确定会发生什么。” 他补充说:“这全都是出于鲁棒性的考虑-机器人可能会更大声一点,但对它的立足点则更有把握。”


Boston Dynamics尚未准备好透露配备手臂的Spot的价格,但是,如果您是潜在客户,现在是时候联系Boston Dynamics销售团队询问他们的价格了。提醒一下,Spot的基本模型售价为74,500美元,加上额外的传感或计算功能,其价格会更高。 


今天美国东部时间上午11点将举行一场直播发布会,在此期间,波士顿动力公司的首席执行官Robert Playter,行销副总裁迈克尔·佩里以及波士顿动力公司的其他人员将就这一新内容进行演讲。该链接将在此链接上直播,或者您可以在下面观看。


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