走路最快的类人机器人！能模拟人类肌肉发力，波士顿Atlas表示不服
走路最快的类人机器人！能模拟人类肌肉发力，波士顿Atlas表示不服
2023/03/17Tech Xplore
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这个机器人本质上是一种通用类人机器人。这个机器人高4英尺8英寸（约为141.24厘米），重85磅（约为38.5千克），它能在粗糙不平的地面上行走，同时也能跑步和跳跃。ARTEMIS即使在受到推动或受到其他干扰的情况下也能保持稳定。
▲实验室环境中机器人运动情况
据加州大学洛杉矶分校的研究人员称，在实验室的测试中，ARTEMIS可以每秒行走2.1米，这使它成为世界上行走最快的类人机器人。它也被认为是第一个由学术界设计出的能够跑步的类人机器人（此处2.1m/s为实验室数据，与研究机构上传在视频平台中的速度有所差距。）
该机器人的主要创新之处在于，它的执行器（actuators）是专门设计的，这个执行器发挥着像人类肌肉一样的作用，它们有弹性，同时可以控制发出力量的大小，而此前大多数机器人四肢较为僵硬，很难灵活处理指令。
加州大学洛杉矶分校机械与航空航天工程教授、机器人与机制实验室主任丹尼斯·洪（Dennis Hong）称，这个发挥人类肌肉作用的执行器是这个类人机器人在不平坦地面行走时保持良好平衡的关键，也使得该机器人可以在运动时双脚离地。
这个机器人的另外一处进步是，ARTEMIS的执行器是由电力驱动的，而不是通过液压（hydraulics）控制的。简单来讲，液压控制是指利用流体压力差来驱动运动，因此噪音较大、还引发产生液体泄漏的危险。而电力驱动不仅避免了液压控制这种方法的缺点，更重要的是，电力驱动的效率也更高。
ARTEMIS对所感知事物的反应和适应能力来自于它的传感器和执行器系统。它的每只脚上都有定制设计的力学传感器（force sensors），帮助机器在运动时保持平衡。ARTEMIS的头上还有一个定位装置（orinentation unit))和两个摄像头，帮助其感知周围环境。
▲机器人感知周围环境
为了让ARTEMIS在机器人世界杯足球赛中脱颖而出，研究人员一直在加州大学洛杉矶分校的校园中带着机器人定期散步，并对机器人进行测试。在接下来的几周之内，他们将在加州大学洛杉矶分校的校内场地全面测试机器人的跑步和足球技能。研究人员还将评估机器人在不平整地面和楼梯中的运动能力以及携带物体的能力。机器人与机制实验室的Twitter账户定期分享关于机器人测试结果的信息，并发布其校园散步的路线。
丹尼斯·洪说：“我们很高兴能在加州大学洛杉矶分校进行实地测试，我们认为这是一个向更广泛受众推广科学、技术、工程和数学的机会。”
近期，加州大学洛杉矶分校机械工程学博士朱桃元民（Taoyuanmin Zhu）和安敏（Min Sung Ahn）分别开发了ARTEMIS的硬件和软件系统。机器人与机制实验室制造类人机器人已有20多年的历史，早前的机器人已经5次赢得机器人世界杯足球赛。
结语：类人机器人新进展，动力系统成关键突破口
ARTEMIS的贡献不仅在于机器人的执行器开始发挥像人类肌肉一样的功能，还在于它的感知能力得到提升。在长久以来采用“本体—技能—智能”这套自下而上的研发路线的思路下，双腿运动能力是要攻克的第一道关卡，ARTEMIS突破了以往机器人僵硬、不灵敏的弱点，拥有了像人一样的运动能力，为类人机器人发展指明道路，即不断提升动力系统成为其关键突破口。
除此之外，ARTEMIS对感知能力的关注，将有助于类人机器人“更聪明”，让类人机器人灵活应对各种复杂的跨场景工作模式，真正地帮助人类进行相关工作。
关键词： 类人机器人
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