
科学家操作机器人在跑道上连续行走9公里
北京时间4月15日消息,据国外媒体报道,美国科学家日前称,他们最近研制成功了一款机器人,这款靠电池提供动力的机器人4月3日连续行走了大约9公里,创下了机器人不间断行走距离最远的世界记录。
这个机器人是由美国康奈尔的理论和应用机械学教授安迪-瑞纳与一个学生小组一起研发的,它可以不间断地行走,直到最终可能因电池耗尽而停止倒下。研究小组成员格雷格-斯特斯伯格说:“机器人停止步行的原因还不确定,还需我们进行更多细致的分析研究。”在此之前,曾有过一个同样的机器人以1公里多点的行程创下了自由行走的记录。(瑞纳教授指出,还有一个机器人曾在踏车上踩过2.5公里。另一个6条腿的机器人曾步行过2公里多的距离,但是人们曾就这个数字是否有意义进行过一些争论。)
安迪-瑞纳表示,对于这种记录并无任何法则,它不会因此产生任何吉尼斯记录。这些事件包括了一连串无意义的程序,只不过是用来炫耀机器的能量利用率高。与其它使用发动机控制每一步的行走机器人不同,“游骑兵”机器人会仿效人类行走,借助重力来甩动腿向前迈进。站着不动时,它看上去有点像一个高高的锯木架;行走时,它会令人想起拄着拐杖行走的人,交替向前甩动外侧2条腿和内侧2条腿。这个机器人没有膝盖,腿的末端是可以翘上翘下的脚,如此一来,它就可以利用脚趾使身体离开地面,然后向上抬起脚并用脚后跟着地,从而带动腿前进。该机器人能高速行走,并通过自我调节以减小干扰,此外它还可以用机器人的方式快速调整步态。同时,在获得一些学习经验后,它能够在不同地形上行走。
安迪-瑞纳称,该研究的目标不仅仅是为了推进机器人技术,还旨在进一步了解步行力学,然后将其应用于人类的修复术和弥补术,甚至于改进运动性能。瑞纳的实验室已经组建过许多不同设计的行走机器人,其中包括一个拥有灵活膝盖的机器人模型,它可以准确模仿人的行走,其每单位重量和距离消耗的能量媲美人类步行者。瑞纳估计,本田公司著名的Asimo机器人行走时消耗的能量至少是人行走时消耗的能量的10倍。但具有讽刺意味的是,瑞纳并没有出席见证这次破记录的大事件。通过电话,他在俄亥俄哥伦布市的一个运动学会议上宣称:“我们刚刚踏入了这个电动机械设备的世界,这个强壮机器人的面世是我们取得的一个重大成果。我们已经掌握了大量有关行走的知识。模仿人类行走的机器人曾经只存在于科幻小说中,真正实现起来有很大困难。不过,如果希望机器人能够为家庭服务,例如协助购物、照顾老人等,用双腿直立行走的能力是必不可少的。”
这款机器人由模仿人类和其他动物体内神经元控制反射作用的简单程序来控制。与其他大多数双腿型机器人不同的是,这种机器人有的传感器数量较少,只能探知两种情况:一只脚接触地面的时候和一条腿向前摆动的时候。该器人的行走动作由一套简单的控制装置驱动。当这个机器人的一只脚接触到地面,另一条腿就向前摆动来保持平衡。那条摆动的腿的膝盖会自动弯曲直到一个在臀部的传感器引起它把腿伸直并准备碰触地面。当这条腿接触地面时,这个循环会再次启动。该机器人具有髋关节以及膝关节,均通过伺服电动机来进行驱动。该机器人70%的体重都集中在躯干,因此只要稍许调整姿态就能防止跌倒。此外,该机器人的大脑具有学习功能,通过经验的积累,其表现会越来越好。 |