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机器人掌握人体平衡法:我们被构造为使用执行这些看似简单的动作类型所需的一系列复杂技能

2020-12-10    阅读量:32063    新闻来源:互联网     |  投稿

在拥挤的地方行走时,人们通常不会考虑如何避免撞到彼此。我们被构造为使用执行这些看似简单的动作类型所需的一系列复杂技能。


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现在,得益于德克萨斯大学奥斯汀分校Cockrell工程学院的研究人员,机器人也许很快就能体验到类似的功能中国机械网okmao.com


航空航天工程与工程力学系副教授Luis Sentis及其在以人为中心的机器人实验室中的团队已成功展示了一种新颖的方法来实现两足动物机器人的类人平衡。


他们的方法对从应急响应到防御到娱乐等各种用途的机器人都具有意义。该团队将在本周的2018年智能机器人与系统国际会议(IROS2018)上展示他们的工作,这是机器人领域的旗舰会议。


通过将一项关键的人体物理动力学技能(保持全身平衡)转化为数学方程式,该团队得以使用数值公式对他们的机器人Mercury进行编程,该机器人经过6年的建造和测试。他们计算出普通人走路时失去平衡和跌倒所需的误差幅度,即一个2厘米的简单数字。


“本质上,我们已经开发出一种技术来教导自主机器人,即使它们受到意外撞击或在没有警告的情况下施加力也要如何保持平衡,” Sentis说。“这是人类在人群中导航时经常使用的一项特别有价值的技能。”


Sentis说,他们的技术已经成功地实现了两足动物的动态平衡(无需脚踝控制)和完整的人形机器人。


通过将一项关键的人类身体技能,即全身平衡转化为方程式,UT Austin的工程师使用该数值公式对机器人Mercury进行了编程。


对于没有脚踝控制的机器人,要实现动态的类人运动,要比配备脚动或关节脚的机器人更难以实现。


因此,UT奥斯汀分校的团队使用了一个高效的全身控制器,该控制器是通过集成接触一致的转子(或扭矩)而开发的,该转子可以有效地发送和接收数据,以告知机器人有关碰撞的最佳下一步动作。


他们还应用了一种数学技术(通常用于3D动画中,以实现从动画角色获得逼真的动作)(称为反向运动学)以及低级电机位置控制器。

 

水星可能是根据其创造者的特定需求量身定制的,但从理论上讲,在我们对人类运动的理解中,支撑此技术的基本方程式普遍适用于任何可比较的体现人工智能(AI)和机器人技术研究。


就像Sentis实验室中开发的所有机器人一样,两足动物也是拟人化的,旨在模仿人类的运动和特征。


Sentis说:“我们选择在实验室中模拟人类的运动和身体形态,因为我认为设计与人类相似的AI使该技术更加熟悉。” “反过来,这将使我们对机器人行为更加自在,并且我们之间的联系越多,就越容易认识到有多少潜在的AI可以改善我们的生活。”


这项研究由美国海军研究办公室和UT与Apptisik Systems共同资助,后者是Sentis的联合创始人。


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