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双足大仿人机器人教具

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發表於 2017-4-12 11:12:23 | 顯示全部樓層 |閱讀模式
虽然国外的双足Atlas机器人价格超过200万美元,但在国内依然无法买到。”钢铁侠机器人的创始人告诉中国机器人高端智能装备产业网。

正是多个大学教授的类似抱怨,让热爱机器人的张锐发现双足大仿人机器人科研教具可能是一个被低估的市场。中国教育科研经费近年来每年在8000亿以上,其中大部分给到了工科类大学或者专业,而仅是开设自动化专业的国内本科院校就在1000所以上。



自上世纪六七十年代起,双足大仿人机器人的研究就已开始,并在军事及一部分工业场景中被运用。近年来,随着被Google收购Boston Dynamics ,后者的双足行走机器人Atlas 才被普通大众所关注。而在国内,虽然也有少数高校研究过,但还停留在科研阶段,鲜有考虑商业化,也给国内基于人形机器人的研究带来了种种不便。

不过,要给科研院所提供稳定、可靠的双足大仿人机器人平台,对于机器人硬件、软件开发环境都会有较高的要求。目前团队已经完成了机器人整机的设计、全部底层技术研发及第二代机器人产品组装。

硬件方面,钢铁侠科技并没有采用Atlas的液压驱动方案,而是自研了全套的电机驱动方案。之所以选择电机驱动方案,主要是因为Atlas为代表的液压驱动方案,噪音大、功耗高,并不太适用于工业机械以外的领域。此外,Atlas的结构部分要依赖于高精度的金属3D打印机打印,很难标准化,这就意味着很难量产。为此,团队研发了高精度、无噪音的电机驱动,采用智能算法,可以智能适配多种型号的电机。

要让机器人像人一样行走,这个过程可以拆分成环境感知、步态规划、步行控制等几个环节。这其中,控制算法就是核心。钢铁侠科技采用了自研的姿态传感器、位置传感器,配合视觉、力觉等模块,可以满足机器人组合导航和步态、平衡控制的需求。同时采用了高速电机制成,行走速度可以自由调节,自带电源,可以连续工作四小时。

实际环境中,机器人也会受到外界冲击,能否保持平衡就是个问题。团队表示,和真人一样,机器人受外力冲击也有一定的范围要求;目前钢铁侠科技正在做一项新的算法研究,计划让机器人在受力反应方面拥有超乎常人的能力。

为了提供更为通用、可靠的开发环境,团队采用了目前市面上最为普及的ROS机器人操作系统。2013年后,WillowGarage公司已经很少对ROS进行维护,团队也在此前的版本上进行了大量优化。

事实上,科研机构对双足大仿人机器人有如此高的研究热情,很大程度上还是因为其未来应用的前景。双足人形机器人因为可以像人一样具有在各种环境下行走的功能,在反恐防爆、太空探索、抢险救灾等不适合由人来承担任务的环境中应用前景广阔。比如,Boston Dynamics的Petman机器人品牌,已经被用来测试防护服装和各种军用设备;欧洲的Romeo机器人则有望在2017年进入欧洲的养老院。这也在一定程度上解释了目前热衷于制作"十分像人的"人形机器人的基本都是工业公司而不是科研机构。

技术难度高,研发周期长,应用端需求强且精准,这个行业基本都是采用了高利润销售的模式,目前已有的产品售价普遍在数百万元以上。

不同于很多小型机器人要面临山寨的困境,钢铁侠表示机器人产品设计精密,涉及到数千个元器件,且对精准组装有较高的要求,即使将目前的设计图公开,对方仿制最快也要有半年以上的时间,且不能保证能组装完成。

目前,中国机器人高端智能装备产业网了解到钢铁侠团队已经建立了近20人的团队,并已经完成两轮融资。研发团队曾工作于中国科学院、航空航天院所以及外企的资深工程师构成。
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