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我們從darpa機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中學(xué)到的一件事是，機(jī)器人有腿行走是很有用的，但腿對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)比想象中更加有用，具有多功能和適應(yīng)性，可根據(jù)具體情況部署多模式運(yùn)動(dòng)功能。在剛果民主共和國(guó)，我們看到了各種不同的設(shè)計(jì)，但其中一種更獨(dú)特的方法來(lái)自德國(guó)波恩大學(xué)及其機(jī)器人momaro。

momaro采用“半人馬”設(shè)計(jì)，在四條腿底部裝有輪子(如輪式四足機(jī)器人)，連接到帶有頭部和手臂的人形上身。它是剛果民主共和國(guó)排名第一的歐洲機(jī)器人，在短短34分鐘內(nèi)完成了近乎完美的跑步。我們一直想知道半人馬設(shè)計(jì)是否能激發(fā)其他救災(zāi)機(jī)器人，現(xiàn)在我們知道答案是肯定的。

近日，一個(gè)由歐洲研究團(tuán)體組成的聯(lián)盟宣布了一個(gè)新的半人馬機(jī)器人平臺(tái)，稱為centauro。該機(jī)器人是意大利理工學(xué)院(iit)的團(tuán)隊(duì)打造的，由nikos tsagarakis領(lǐng)導(dǎo)，他是熱那亞iit的humanoids和human centered mechatronics lab的負(fù)責(zé)人。該項(xiàng)目是centauro聯(lián)盟的一部分，由歐盟委員會(huì)資助，波恩大學(xué)的研究人員協(xié)調(diào)，后者是開(kāi)發(fā)momaro的同一個(gè)團(tuán)體。

centauro的目標(biāo)是建立一個(gè)“人機(jī)共生系統(tǒng)，人類操作員將遠(yuǎn)程即席操作類似半人馬座的機(jī)器人，該機(jī)器人能夠在崎嶇地形和災(zāi)難特征的嚴(yán)峻條件下進(jìn)行強(qiáng)大的運(yùn)動(dòng)和靈巧操縱”。從外觀上看，centauro擁有我們?cè)谄渌鹖it機(jī)器人中看到的同樣耐用的品質(zhì)，例如walk-man，意味著這可能是一個(gè)既能成為研究工具又能為現(xiàn)實(shí)世界服務(wù)的機(jī)器人。

身高1.5米，體重93公斤，centauro塊頭更大，而且比視頻里看起來(lái)更敏捷。它由鋁、鎂和鈦等輕質(zhì)金屬制成，外皮采用3d打印塑料制成。里面是三個(gè)計(jì)算機(jī)來(lái)處理感知、控制和運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，以及足夠的電池，以保持centauro移動(dòng)2.5小時(shí)。視頻中，centauro在面對(duì)障礙物時(shí)，以空手道姿勢(shì)一掌劈開(kāi)了橫在道中擋路的木板，動(dòng)作利索十分帥氣。

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這個(gè)想法是，四足動(dòng)物和人形動(dòng)物的這種組合優(yōu)化了穩(wěn)定性和移動(dòng)性，同時(shí)允許遠(yuǎn)程操作員更直觀地控制機(jī)器人的手臂和手，因?yàn)橐磺卸汲煜さ姆绞?。正如我們?cè)趧偣裰鞴埠蛧?guó)看到的那樣，成為一個(gè)機(jī)器人操作員可能需要大量的練習(xí)，而這些機(jī)器人在災(zāi)難類型場(chǎng)景中的實(shí)用性和效率取決于它們控制界面的直觀性和有效性。

有關(guān)詳細(xì)信息，我們采訪了負(fù)責(zé)開(kāi)發(fā)centauro的iit團(tuán)隊(duì)的nikos tsagarakis。

ieee spectrum：你能談?wù)刢entauro與momaro的關(guān)系嗎?

nikos tsagarakis：centauro的視覺(jué)感知系統(tǒng)借鑒momaro開(kāi)發(fā)的原理和傳感器布局。 centauro的運(yùn)動(dòng)也受到了momaro的啟發(fā)。但與momaro相比，centauro的腿部運(yùn)動(dòng)學(xué)不同，可以更靈活地調(diào)整腿部末端執(zhí)行器(車輪)相對(duì)于地形的方向。 ...此外，centauro手臂的操縱能力和運(yùn)動(dòng)學(xué)非常不同，具有改進(jìn)的可操縱性和強(qiáng)度。 centauro還具有momaro缺少的軀干活動(dòng)能力。

iit在雙足機(jī)器人項(xiàng)目上已經(jīng)做了許多努力，比如你的步行機(jī)器人。為什么現(xiàn)在要造一個(gè)四足機(jī)器人?

人形機(jī)器人當(dāng)然是iit團(tuán)隊(duì)的主要研究線，因?yàn)槲覀兿嘈牛瑥拈L(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，這種機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)將更有效地在人類基礎(chǔ)設(shè)施中行動(dòng)和運(yùn)作。 centauro機(jī)器人實(shí)際上利用了我們?nèi)诵伍_(kāi)發(fā)線中開(kāi)發(fā)的技術(shù)，包括驅(qū)動(dòng)和設(shè)計(jì)原理，控制系統(tǒng)等。它代表著努力將這些技術(shù)更快地應(yīng)用到實(shí)際應(yīng)用中，因?yàn)槲覀兌贾李惾松镄枰恍╊~外的時(shí)間，才能達(dá)到在現(xiàn)實(shí)世界中穩(wěn)健運(yùn)行所需的性能水平。

centauro提供了一個(gè)更容易使用的平臺(tái)，由于其混合動(dòng)力運(yùn)動(dòng)原理結(jié)合了輪式和腿式功能，提供了強(qiáng)大而靈活的平衡和移動(dòng)技能。我還應(yīng)該提到，我們的人性化發(fā)展路線并沒(méi)有被拋棄，但仍然繼續(xù)以同樣的努力和動(dòng)力，并在不久的將來(lái)發(fā)布新的結(jié)果。

centauro能做什么walk-man無(wú)法做到的事情?

centauro平臺(tái)配備了更穩(wěn)定的運(yùn)動(dòng)和平衡技能，使人們相信機(jī)器人能夠橫跨真實(shí)地形，更接近涉及災(zāi)難響應(yīng)的實(shí)際應(yīng)用。

該機(jī)器人被設(shè)計(jì)為支持比walk-man更高的操縱負(fù)載，并且對(duì)物理沖擊更具彈性，允許其執(zhí)行需要其修改環(huán)境的任務(wù)，例如，打破堵塞的門，讓路徑暢通無(wú)阻。

機(jī)器人尺寸小于walk-man，使其更易于在人類環(huán)境中操作。盡管尺寸減小，centauro比walk-man更強(qiáng)大，更有彈性，例如，它的手臂有效載荷比walk-man高60%到70%。

我們的下一代軟件架構(gòu)和全身控制工具使通過(guò)高級(jí)遙操作界面，更輕松地操作機(jī)器人。該接口具有本地自主模塊，具有全身運(yùn)動(dòng)生成和阻抗調(diào)節(jié)功能，可以處理機(jī)器人運(yùn)動(dòng)和交互阻抗。

有了四條腿和輪式腳，它能夠走過(guò)瓦礫嗎?爬樓梯怎么樣?它可以完成darpa機(jī)器人挑戰(zhàn)賽的任何其他任務(wù)嗎?

絕對(duì)可以。我們已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)室中完成了這些任務(wù)，這些演示將在今年晚些時(shí)候出現(xiàn)，機(jī)器人在戶外執(zhí)行這些操作。輪子和腿的組合使得可以實(shí)現(xiàn)“地形追蹤”運(yùn)動(dòng)，這使得機(jī)器人能夠更好地應(yīng)對(duì)不平坦的地形。

機(jī)器人是否設(shè)計(jì)為大多數(shù)時(shí)間是遠(yuǎn)程操作的?它能夠自主完成哪些功能?

高級(jí)命令來(lái)自操作員，而全身運(yùn)動(dòng)生成和阻抗調(diào)節(jié)由本地共享自主控制器調(diào)制。

開(kāi)發(fā)機(jī)器人面臨的最大技術(shù)挑戰(zhàn)是什么?您是如何解決這個(gè)問(wèn)題的?

我們想要設(shè)計(jì)一種能夠展示典型成年人身體表現(xiàn)的機(jī)器人，同時(shí)保持機(jī)器人的體型，但體重接近普通成年人。與walk-man相比，這不是一項(xiàng)微不足道的任務(wù)，需要對(duì)設(shè)計(jì)原則進(jìn)行大幅升級(jí)。例如，centauro的手臂重量只有walk-man手臂的一半，同時(shí)仍能提供更高的體力，更大力量和活力。

你希望centauro明年能夠完成什么?你計(jì)劃未來(lái)的升級(jí)是什么?

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