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網絡明星的第一個機器人,純機器人敏捷性的定格

   2019-12-24 1784
核心提示:憑借令人瞠目結舌的敏捷性和動物般的反應能力,波士頓動力公司(Boston Dynamics)的仿生機器人的表現始終出眾,似乎一直無法有其他選手與之匹敵。但這種卓越并沒有阻止公司將其技術推向又一新的高度。它最新的一批
 憑借令人瞠目結舌的敏捷性和動物般的反應能力,波士頓動力公司(Boston Dynamics)的仿生機器人的表現始終出眾,似乎一直無法有其他“選手”與之匹敵。但這種卓越并沒有阻止公司將其技術推向又一新的高度。它最新的一批機器腿可以在山上跋涉,爬過障礙物,甚至像體操運動員一樣跳到空中。不可否認他們的吸引力:每次波士頓動力公司(Boston Dynamics)將一段新視頻上傳到YouTube上,都會迅速獲得數百萬的瀏覽量。這可能是你能稱之為網絡明星的第一個機器人。



波士頓動力(Boston Dynamics)曾為谷歌母公司Alphabet所有,現在歸屬于日本軟銀集團(SoftBank)所有,長期以來一直對其設計諱莫如深。很少有出版物獲準進入其位于馬薩諸塞州沃爾瑟姆、波士頓附近的總部。但是在去年八月的一個早晨,IEEE Spectrum來到了這里。那天我們(作者,以下簡稱我)被允許拍一些獨特的照片。我們開始用高速攝像機和強大的閃光燈捕捉公司的機器人在行動中奔跑、攀爬、跳躍。你在這一頁看到的結果是:純機器人敏捷性的定格。



我們還使用這些照片來創建交互式視圖,您可以在我們的機器人指南上在線瀏覽這些視圖。這些互動可以讓你旋轉機器人360度,或者讓它們在你的屏幕上行走和跳躍。



多年來,波士頓動力公司(Boston Dynamics)已經聚集了一個小型的機器人動物園,這里有“大狗(BigDog)”、“跳蚤(SandFlea)”和“野貓(WildCat)”等名字。當我們訪問時,我們關注的是公司有史以來最先進的兩種機器:一種是靈巧的四足動物Spot,另一種是成人大小的人形機器人Atlas。



Spot在感知環境的同時,幾乎可以導航任何地形。波士頓動力公司(Boston Dynamics)最近將其出租,計劃每年生產1000臺左右。Spot計劃被用來勘察現場,執行危險品任務并交付等。



波士頓動力公司(Boston Dynamics)首席執行官Marc Raibert在接受采訪時說:“這對我們來說真的是一個里程碑,從在實驗室工作的機器人到在野外鍛煉的機器人。”



我們的另一個攝影主題,Atlas,是波士頓動力最大的名人。這個150厘米高(4英尺11英寸高)的人形機器人能夠做出令人印象深刻的運動壯舉。它的執行機構是由一個緊湊而強大的液壓系統驅動的,該公司是從零開始設計的。這個獨特的系統為這個80公斤(176磅)重的機器人提供了表演雜技跳躍和翻轉所需的爆發力,而這種跳躍和翻轉對于這么大的人形機器人來說似乎是不可能做到的。Atlas在YouTube上引發了一系列的模仿視頻。



雖然波士頓動力公司擅長制造機器人,但它還沒有證明自己能夠銷售機器人。自1992年從麻省理工(MIT)分拆成立以來,該公司一直以研發為中心,早期大部分資金來自美國軍事計劃。在軟銀于2017年收購后,對商業化的重視似乎有所加強。眾所周知,軟銀創始人兼首席執行官Masayoshi Son熱愛機器人和利潤。







Spot的推出是波士頓動力公司尋求“生產”其產品的重要一步。盡管如此,Raibert說,他的長期目標仍然不變:他希望制造出與世界動態互動的機器,就像動物和人類一樣。有什么變化嗎?是的,有一件事,他笑著補充道。在他作為機器人專家的早期職業生涯中,他經常寫論文并計算他的引用次數?,F在他更常計算的是YouTube的瀏覽量。



In the Spotlight



波士頓動力公司將Spot設計為一種多用途移動機器,適用于多種應用。該公司還沒有宣布Spot的價格,只是說它將提供給選擇客戶,這些客戶將能夠租賃機器人。一個有效載荷艙可以讓你在機器人的背部增加14公斤的額外硬件。波士頓動力公司計劃提供的配件之一是一個6自由度的手臂,可以讓Spot抓住物體并打開車門。



Super Senses



Spot的硬件幾乎完全是定制設計的。它包括強大的控制處理板和感知傳感器模塊。傳感器位于機器人身體的前部、后部和側面。每個模塊由一對立體攝像機、一個廣角攝像機和一個紋理投影儀組成,可在微光下增強三維感測。這些傳感器允許機器人使用被稱為SLAM的導航方法,或者同時定位和映射,來自主走動。



Stepping Up



除了它的自主行為,Spot還可以由一個帶有游戲式控制器的遠程操作員控制。但即使在手動模式下,機器人仍表現出高度的自主性。如果前面有障礙物,Spot就會繞過它。如果有樓梯,Spot會爬上去的。機器人進入這些操作模式,然后完全自行執行相關操作,無需操作員的任何輸入。要走下一段樓梯,Spot向后走,波士頓動力公司稱這種方法提供了更大的穩定性。



Funky Feet



Spot的腿由12個定制的直流電機驅動,每個電機都減速以提供高扭矩。機器人可以向前、橫向和向后行走,并以每秒1.6米的最高速度小跑。它也可以原地轉彎。其他步態包括爬行和踱步。在一個廣受歡迎的YouTube視頻中,Spot在流行歌曲Uptown Funk的伴奏下翩翩起舞,展示了它奇特的步法。



Robot Blood



Atlas由一個由28個執行器組成的液壓系統提供動力。這些執行器基本上是充滿高壓液體的氣缸,能夠以很大的力驅動活塞。它們的高性能部分是由于定制伺服閥,比波士頓動力公司在早期設計中使用的航空航天模型要小得多、輕得多。雖然從外面看不到,但圖集的內部充滿了這些液壓執行器以及連接它們的流體管路。當其中一條管線破裂時,Atlas將液壓油排出,而液壓油恰好是紅色的。



Next Generation



當前版本的Atlas是對原模型的徹底升級,該模型是為2015年DARPA機器人挑戰賽而構建的。最新的機器人更輕更靈活。波士頓動力公司(Boston Dynamics)使用工業級3D打印機制造關鍵的結構部件,使機器人的強度與重量之比高于早期的設計。下一代Atlas也可以做一些前人做不到的事情:它可以在跌倒后站起來。



Walk This Way



為了控制Atlas,操作員通過手動控制器提供一般的轉向,而機器人則使用其立體攝像機和激光雷達來適應環境的變化。Atlas還可以自主地執行某些任務。例如,如果您將特殊的條形碼類型標簽添加到紙板箱中,Atlas可以將其拾取并堆疊起來,或將其放置在書架上。



Biologically Inspired



Atlas的控制軟件并沒有明確告訴機器人如何移動關節,而是采用了機器人身體底層物理以及如何與環境交互的數學模型。Atlas依靠它的全身來平衡和移動。當跳過障礙物或做雜技特技時,機器人不僅用腿,而且用上身,像運動員一樣擺動手臂來推動自己。


 
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