本月早些时候,麻省理工学院( mit )发布了迷你猎豹)的新视频。 这是来自麻省理工学院仿生机器人实验室的小型四足机器人。 该实验室负责人、机械工程学教授桑巴金( sangbae kim )日前接受采访,就小型猎豹的设计和机器人未来快速发展所应面临的问题谈了许多。
▲麻省理工学院开发的迷你猎豹机器人
迄今为止,麻省理工学院指出,小型猎豹机器人重约9公斤,搭载12个模块化电动马达,每只脚有动力髋关节( 2自由度)和膝关节。 马达是现成的廉价零件,不是特别定制的高价设计模块。 关节速度为40弧度/秒,这在技术上非常快。 视频中的迷你猎豹机器人展示后空翻出来是第一次尝试成功。 从现在开始,迷你猎豹被扔进空后,会被教做非常像猫的动作。 也就是说桑巴说得越来越详细了:
问:为什么要发售更小版本的猎豹机器人?
桑巴:这是为了加速机器人研究。 当你和采用机器人的人说话时,他们会告诉你这个过程有多痛苦。 这些机器人脆弱危险,扭矩不足,不容易建模,有很多问题。 如果有猎豹3这样的机器人,每天运行它的实际时间是多长? 这个可能在1%以下。 因为不容易开车,相当危险。 如果什么东西坏了,可能会引起很长时间的误解。
但是,有了迷你猎豹机器人,你每天可以运行五个小时。 我们已经做了三个小时的示威,没什么问题。 基本上,我们已经达到了一定的水平。 因为它非常可靠,所以我们可以放心地将其用于其他多次在硬件上受到干扰的团体。
小型猎豹有着近乎完美的体型。 9公斤不太小,不太大,危险脆弱。 这个机器人我们用了12个月了,期间没有更换机械零件。 这主要归功于我们的驱动器技术。 我们设计的机器能够承受冲击,执行跳跃和着陆等动作,帮助达到每秒2.5米的速度。 这对体型来说已经很快了,但理论上可以达到每秒4米。 这相当于猎豹3的速度。
问:液压马达仍被许多高性能动态机器人采用,为什么电动执行器适合猎豹、迷你猎豹这样的机器人呢?
桑巴:我和马克·雷伯特( marc raibert )讨论过这个问题,但他和我的看法有些不同。 他认为有一些关于变焦的问题,但我不同意。 电动马达的变焦技术已经十分成熟。 我真的很惊讶迷你猎豹的表现。 由于电动机的规模大幅缩小,其秘密就在于设计中的细节。 看迷你猎豹的肩膀(执行器),比猎豹3还大。 虽然这一点还不清楚,但迷你猎豹的肩膀相对于身体长度的比率很大,所以会更加强大。
电动机很容易放大,所以如果制造马大小的机器人,它可以跑得像马一样快。 在功率密度方面没有问题。 我觉得如果涉及到人形机器人的话,这个问题会变得感兴趣。 因为人形机器人需要更高的自由度,所以我认为12度的自由度不是问题,而是电动机的选择。 但是,如果需要24度的自由度,手腕、脚踝、脖子需要较高的自由度时,电动机经常会受到影响。
这就是液压开始变得有吸引力的地方。 因为它有更大的电源,但执行器相对较小,比有等效扭矩的电动机小得多。 当然,液压动力还需要其他补充,所以在一定程度上,电动执行器可以实现全方位、简单、易用的设计,但自由度过大的话,液压动力有很大的特点。
问:既然有小型猎豹,我们要继续和猎豹3合作吗?
桑巴:到目前为止,我们做了95%的模拟。 然后,当我们对控制器有信心时,我们会用机器人进行测试。 现在50%在模拟中,40%在迷你猎豹,10%在猎豹3中。 即使你的算法在模拟中不是超强力,迷你猎豹测试它也没问题,安装大约需要两分钟。 即使有问题也不会坏。
在研究机器人方面,不错是件大事。 这意味着你可以用它们考试。 或者,我相信学生可以用他们考试。 安装4个电子报警器,穿上防弹衣,拿出支票簿,不用站在报警器旁边。 正如桑巴指出的那样,健壮的机器人意味着可以通过模拟减少多项工作,我更感兴趣(并且可能更有效率)。 。
我们的计划是建造10个迷你猎豹机器人,其中5-6个将被麻省理工学院的不同实验室采用,以处理不同的问题。 我希望那个能加速开发。 这可能会使开发速度提高5-6倍。 另外四五个机器人可以离开麻省理工学院,进入经验丰富、有腿的机器人队。 桑巴表示,我们希望最终进行机器人犬障碍赛跑。 每个团队可以用不同的算法控制小型猎豹,看看哪个策略更有效。
虽然比赛当初很可能由人类控制,但最终迷你猎豹会实现完全的自主运营。 实现了这个目标,期待着在不久的将来能发售更便宜的顾客版本。
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