超强平衡机器人，走钢丝、玩忍者步伐，还可以做瑜伽动作，不受干扰的那种 | IEEE 2020

超强平衡机器人，走钢丝、玩忍者步伐，还可以做瑜伽动作，不受干扰的那种 | IEEE 2020

• 来源:网络
• 更新日期:2020-07-07

摘要：如果做这样一个动作——单腿单臂支撑式，你可以维持多久？这个机器人就可以做很久，还是不受打扰的那种。任凭别人怎么晃它，它都丝毫不为所动，依然能够保持平衡。甚至，还可以走钢丝，玩

如果做这样一个动作——单腿单臂支撑式，你可以维持多久？

这个机器人就可以做很久，还是不受打扰的那种。

任凭别人怎么晃它，它都丝毫不为所动，依然能够保持平衡。

甚至，还可以走钢丝，玩「忍者」步伐……

6cm 宽的桥，这个机器人的脚直径就有4cm。

最近，一个名为「Dynamic Legged Systems Lab」（DLS）研发了一款有着超强平衡力的机器人HyQ。

一个90kg的机器人可以走直线，做瑜伽，甚至还可以在6cm宽的木条上行走，这样的平衡力是如何做到的呢？

超强平衡力是如何实现的？

机器人的腿部系统能够穿过「高度受限的环境」的能力，比如穿过极窄的模板，很大部分取决于运动和平衡控制器的性能。

基于此，这个团队就研发了一款控制器，来实现机器人的超强平衡力。

其控制器原理发布在「Line Walking and Balancing for Legged Robots with Point Feet」这篇论文里。目前已被 IEEE 2020 收录。

首先，设置一个仿真虚拟模型——低维虚拟模型（2-DoF），它对应于摆的两个自由度。

这样设置的目标有两个，了解理想条件下平衡控制器的性能，以及控制器对误测和外部干扰的敏感性。

研究团队共设置了三个仿真测试，分别是接受「恒定」的外部干扰、机器人沿着指定路径行走、「忍者」行走（The Ninja Walk）。

然后将相同的控制器用于真实的机器人上，模拟的运动模型也就映射到了机器人身上了。

通过映射，可以在摆式空间中应用控制器，并将其输出转换为实际机器人的信号。

在行走时，机器人主要利用对角线脚对的转换实现平衡。

机器人所有的动态变换都是通过RobCoGen生成的。

最终发现，对于扭矩控制的机器人来说，准确的扭矩测量是很重要的，而平衡控制器会产生低扭矩指令。

背后的团队

The Dynamic Legged Systems （DLS）实验室，听到它的名字就知道，它主要研发高性能、多功能的「腿部机器人」。

这家实验室首席研究员是Claudio Semini，毕业于「苏黎世联邦理工学院」的电气工程和信息技术专业，还是 IEEE RAS 机器人机制与设计技术委员会的联合创始人兼主席。

目前，该实验室主要有五款机器人，除了上述的 HyQ 外，还有HyQReal、HyQ2Max、MiniHyQ、HyQCentaur。

其中，液压四足机器人HyQReal是他们实验室的旗舰产品。

它长约 1.33 m，高 90cm，虽然看起来挺笨重的，但是能跑、能跳、还能在崎岖的地形上行走，可以智能遥控。

这样看，是不是觉得很像波士顿动力机器狗？

这个机器人可能要比那只狗的动力更强，因为它曾经可是拉动过一架小型客机，还拉动到了10 米以上。

还有一个酷似马的机器人HyQCentaur，可以用于清除障碍物、抓取物品、救援等任务，看起来依然有些笨重。

你觉得这家实验室的机器人怎么样？对了，还有最初那个问题，那个瑜伽姿势你能支撑多久？

论文地址：

https://arxiv.org/abs/2007.01087

YouTube 地址：

https://www.youtube.com/watch?v=Cun1OBJXsUo

实验室网站：

https://dls.iit.it/

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