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关于佳顺

这个机器人公司的工程师有多牛,看看他们的产品你就跪了

来源:转载2017-11-14

  说到机器人,相必大家都不会忘记谷歌旗下的这一家公司——波士顿动力(Boston Dynamics)

  因为这家公司有点“变态”,总喜欢“虐待”机器人——没事踢我干嘛

  又想陷害宝宝

  还用棍子怼我

  虽然有这样的“黑历史”,不过他们每次推出新的机器人都会立刻在网络上圈粉无数。。

  这不,近日Boston Dynamics公司发布了一款新的轮式机器人Handle,能纵跳1.2米,在斜坡上如履平地,有轮有足的变形金刚。

  急走、急停、原地转圈、侧身转弯、单脚爬坡、手臂悬停移动、搬运、下楼梯、下坡(而且还是湿滑的有可能人走都要摔倒的雪地)、障碍物跳跃、高处跌落,每个动作都是这么的快速稳定流畅,我怎么觉得视频每一秒都是炫技...都能让人咋舌。

  Handle机器人发起者Raibert表示:“这个实验用动力系统将轮子和腿的力量结合起来,能一直保持平衡,如何控制重心保持平衡涉及到很多原理。”将这部机器人命名“Handle”,源于其未来功能,即处理各种物品。Raibert说:“这基本上是个实验,我们可以看看我们能否创造出在拥有与人类类似能力,既受人类控制但价格又更加便宜的人形机器人。”

  为什么说工程师牛,看看下面的分析

  技术难点一:柔性控制

  Handle的足部关节不论是在面临突然出现的斜坡还是承受落地的冲击时都表现出了很好的柔性,这对系统稳定性非常关键。如果关节使用简单的位置或速度控制,机器人在高速遇到未知的接触面时会瞬时产生巨大的冲击力,不仅难以控制,甚至容易损坏机器人本体。

  技术难点二:大扰动下的非线性系统控制

  为了承受如此大的外部扰动,用传统的简单线性倒立摆建模是不够的,机器人需要动用全身所有的关节,所有的运动资源来维持平衡。

  “大部分用于处理控制利用我们团队的经验与四足和两足机器人。该软件是不完全相同的,但平衡和动态控制原理有很多共同和共享相同的物理基础的根源。”

  比如我们可以注意到Handle转弯时并不是简单地让轮子差速转动,而是像溜旱冰一样加入了身体的自然侧倾!

  再比如跳上桌子瞬时的手臂摆动。

  这样的一个机器人的全身动力学模型是高度非线性的,其实时平衡控制解算本身就是一个挑战,更不要说需要考虑在大量扰动/不确定性存在时的稳定性了。

  技术难点三:混合控制(Hybrid control)

  只用一个连续模型是没法做”跳跃“这种动作的。机器人同时拥有连续(关节角度、速度)和离散(与地面的接触面位置、数目)的状态,这属于混合控制“Hybrid Control”的研究范畴。甚至视频中“双手举起100磅重物”这个任务,也需要把重物作为模型的一部分来做控制。

  Hybrid Control这个学科本身就还不是很成熟(相对于其他多数控制理论而言),其前十几年的研究和成果都集中在混合线性系统上。对于Handle这种非线性混合系统,学术界的成果很多都还停留在“证明一个稳定的控制器是否存在”这个层面,近些年也有了很多“给定一个控制器,分析其稳定性”的方法。但对于“给定问题如何设计一个控制器”,还并不是很完善。

  技术难点四:硬件本身

  Handle机器人:身高1.98米,纵跳1.2m。轮子可以以14Km/h的速度前进。整个机器人由电池供能,驱动电机和液压泵。无需外接设备,一次充电续航24千米。

  可以说Handle把足+轮式的能力,直接拔升到了一个闻所未闻的高度。。。




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