革新力作“機(jī)械鴕鳥(niǎo)”問(wèn)世，在傳感器與平衡算法橫行的今天，展現(xiàn)機(jī)械之美

時(shí)間：2017-05-08

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提到腿足機(jī)器人，人們不約而同會(huì)想到波士頓動(dòng)力的各款經(jīng)典力作，它們將平衡算法和傳感器都運(yùn)用到了極致，以驚人的平衡感行走在機(jī)器人圈。然而，在大多數(shù)人爭(zhēng)相追趕波士頓動(dòng)力時(shí)，也的確有人特立獨(dú)行。

所以也就出現(xiàn)了我們今天的主角--“Planar Elliptical Runner”（平面橢圓形運(yùn)動(dòng)器），或者我們可以叫它“機(jī)械鴕鳥(niǎo)”。

“機(jī)械鴕鳥(niǎo)”是由美國(guó)佛羅里達(dá)人機(jī)認(rèn)知研究院（Florida Institute for Human & Machine Cognition, IHMC）制造的，他們?cè)O(shè)計(jì)的初衷就是探尋機(jī)械設(shè)計(jì)如何能夠完成機(jī)器人復(fù)雜的腿部運(yùn)動(dòng)。雖然這款小型機(jī)器人看上去行動(dòng)還有些笨拙，但卻是腿足運(yùn)動(dòng)機(jī)器人領(lǐng)域的一次重要革新。

像文章開(kāi)頭說(shuō)的那樣，“機(jī)械鴕鳥(niǎo)”并沒(méi)有配置大量傳感器，也沒(méi)有讓人頭疼的平衡算法，它能維持自身的動(dòng)態(tài)平衡，完全源自它獨(dú)特的機(jī)械設(shè)計(jì)。該團(tuán)隊(duì)的研究者Jerry Pratt表示： “所有的智慧都在于這個(gè)機(jī)器人的物理結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中。”

“機(jī)械鴕鳥(niǎo)”使用一個(gè)單獨(dú)的馬達(dá)驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的兩條腿，腿部的橢圓形運(yùn)動(dòng)軌跡和機(jī)器人主體的形狀一起保持了機(jī)器人的內(nèi)在平衡。研究人員表示，這個(gè)機(jī)器人目前能夠以每小時(shí) 16 公里的速度跑動(dòng)。不過(guò)如果它按比例放大到人類大小，它就能提速至每小時(shí)32-48 公里。

關(guān)于“Planar Elliptical Runner”如何保持平衡，我們并沒(méi)有太多的資料查詢，但是研究人員也給出了“機(jī)械鴕鳥(niǎo)”能夠維持平衡的關(guān)鍵詞--“橢圓”。這不禁讓我想到了同為橢圓運(yùn)動(dòng)軌跡的普遍存在的事物—天體運(yùn)動(dòng)。

在浩瀚的宇宙中，各星球能保持橢圓形的運(yùn)動(dòng)軌跡平衡運(yùn)轉(zhuǎn)，橢圓定有它的奧妙之處，其實(shí)橢圓軌道類似于彈簧諧振運(yùn)動(dòng),是動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化的結(jié)果。但關(guān)于橢圓與運(yùn)動(dòng)平衡性的問(wèn)題，小編我也查閱了相關(guān)資料，并沒(méi)有明確的答案。雖然“機(jī)械鴕鳥(niǎo)”的研究人員并沒(méi)有透露這次創(chuàng)意的靈感來(lái)自哪里，但我寧愿相信他們?cè)谔祗w運(yùn)動(dòng)或彈簧諧振中得到了一些東西。