波士顿动力机器人:从四条腿到两个轮,它们是兄弟

2019/11/14 18:55:11 来源:网易科技 作者:惜辰 责编:远洋

在上篇文章《为啥这个"人"和这条"狗"火了》里,我们介绍了波士顿动力最受关注的两款机器人。这里我们不妨梳理一下波士顿动力家族的逆天进化史。

六足机器人RHex:体型小巧

它是波士顿动力体型最小的机器人,仅高14厘米、重12千克。独立控制的六条腿赋予它非凡的行进能力。它能顽强地克服各种崎岖地形。

官网视频中,它娴熟地甩动着六条腿,进出山洞,穿过乱石,趟过水流,上演着心酸的荒野求生记。前置和后置摄像头让操作员对RHex的周围环境了若指掌。密闭的身体令RHex能够防潮防水,泥泞、沼泽甚至有流水的涵洞,它一点都不放在眼里。

沙蚤:能跳10米高

Sand Flea(沙蚤,擅长跳跃)是一款高15厘米、重5千克的四轮机器人。

它的独门秘技是空中跳跃。通过特制的弹跳腿,它能跳到10米的楼顶或矮山坡。

在半空中,几个轮子充当陀螺仪,帮助它保持水平,这样操作员才能通过机载摄像头看清飞行环境,确保Sand Flea的四轮平稳着陆。单次充满的电量可供它炫技25次。

“ 大狗 ”、“ 野猫 ”和“猎豹”

BigDog(大狗)和WildCat(野猫)这两个名字简单而接地气,在它们之后波士顿动力的命名风格才日趋文雅。

先来看看BigDog的结构简图。

其实要细剖它的结构,一时半会根本讲不完。单单运动传感器就涵盖了关节位置、地面接触、地面负荷、陀螺仪、激光雷达和立体视觉系统等技术。其他传感器监控着BigDog的内部生理状态,如液压、油温、发动机性能、电池充电情况。这是一条能跋山涉水、坚忍负重的大狗,高1米、重109千克,速度可达10公里/时,能爬倾斜35度的山坡,负重达150千克。甚至用力踹它一脚,也会恢复平衡状态。

WildCat是世界上速度最快的四足机器人,以32公里/时的速度打破了1989年麻省理工学院创下的最高速度(21公里/时)。它配备了以甲醇为燃料、驱动液压致动系统的引擎,因此噪音极大。一组激光测距仪帮助工程师精确测量WildCat在地面上的高度和姿态。这名跑步健将在镜头前自信地飞奔、跳跃和转向。

作为速度型机器人,WildCat和Cheetah(猎豹)都是波士顿动力的得意门生。Cheetah的速度甚至达到了48公里/时,疯跑起来不带喘,比世界第一飞人尤塞恩·博尔特(Usain Bolt)还快。那为什么Cheetah没能获得速度最快的殊荣?因为它没能走出实验室。作为原型,它的高速是在没有风载的跑步机上实现的,还需一台巨型远程电源为之供电,存在诸多局限。

LS3:功能先进,却因太吵没法上战场

同其它成员相比,LS3最为健硕,它高1.7米,重达590千克。

波士顿动力的设计初衷是让它追随海军陆战队,当名搬运军资的后勤兵。不枉它长着这一副好身板,在一次平坦地形测试中,LS3扛起了超过500千克的负载。某次实地拉练中,它灌足了燃料,携带182千克的设备,在24小时内走了32公里。研发团队为它装备的技能有计算机视觉、地形传感、避障和GPS导航。

不过美国海军陆战队最终放弃了它,主要是因为噪声太大,容易在战场暴露目标。

Spot:Spot Mini的前身

在栽培前几款机器人的过程中,波士顿动力吸取了不少经验教训,Spot因此继承了更好的基因。它高0.94米,重75千克,结构更紧凑,形象更俊朗,噪音分贝明显低于全程嗡嗡作响的WildCat和LS3。

它拥有非凡的稳定性,应变能力不弱,在测试员的重踹之下,经及时调整,四条腿依旧稳稳当当地立在地面上。视频中,这款四足机器人安然在办公室、草地、小山坡上漫步或小跑,也学会了自如地爬楼梯。Spot由电动和液压设备驱动,能携带23千克的载荷,电池续航时间为45分钟。

Handle:Atlas的后代,为仓库而生

按照波士顿动力的说法,Handle是Atlas的后代,它个子最高达到2米,也最另类——它的两条后腿安装了轮子。

高速滑行,花样转圈,敏捷地跨越障碍,一跃跳上桌子。波士顿动力为它录制的片段简直像场花样滑冰个人秀。它拥有10个驱动关节,融合了四足和双足机器人采用的许多动态和平衡原理,行驶时占用空间很少,因此适于在狭小空间内工作。

视频:波士顿动力两足轮式机器人搬箱子

这款机器人最主要的功能是在仓库里搬箱子,表现胜过人类。目前Handle能够使用视觉系统来定位目标物体,并在一堆箱子中识别出所需要的箱子(15kg以下),堆起来之后,箱子与箱子之间几乎没有缝隙。

Handle也在商业化的计划中。波士顿动力认为,根据运输量估算,每年大约有一万亿个纸箱被运往世界各地。这些货物被装上卡车,卸下卡车,堆放在运货板上,再装上卡车,运到零售商店,然后拆箱出售。

大多数码放纸箱的工作并不是自动化的,这是一项繁重、单调、令人不快的工作。波士顿动力看到了利用其移动操控机器人实现自动化的巨大机遇。“所以我们有了一个机器人,它的人生目标就是能够看到、捡起并放好一个纸箱。”

你相信这个机器人未来“搬砖”成本比你低吗?

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