浙大控制科学与工程学院揭四足机器人不倒的秘密

“绝影”肢体关节运行顺畅，更接近真实动物的关节运动。

潮湿和崎岖的雪，它不断调整自己的姿态，通过小步骤，以保持平衡；偶尔，当被用力踢时，它不会翻倒，但在绊倒后仍能保持平衡。即使面对人造障碍物——钢管，它也会调整平衡，继续前进。

■我们的记者袁一学

它叫“绝影”，是一个四足机器人，出生在浙江大学控制科学与工程学院。

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“绝影”长1米，高60厘米，用四只脚站立时重70公斤。

浙江大学控制科学与工程学院讲师朱秋国在接受《中国科学日报》采访时表示，“绝影”的目标是波士顿动力公司生产的四足SpotMini，重约30公斤，高约84厘米。“基准测试不是复制数据，事实上我们无法获得关键数据。这里指的是一个四足机器人，它的“影子”在机动性和稳定性方面更像波士顿的力量的确，与工厂流水线上的机械臂相比，“绝影”肢体关节运行更顺畅，更接近真实动物的关节运动。这得益于更先进的算法。这些算法存储在“影子”的“大脑”中。当遇到意想不到的情况时，它的“大脑”可以迅速分析自己的情况，然后命令它的四肢做出相应的动作来防止摔倒。

不仅软件控制赶上了世界先进水平，硬件也不例外。“绝影”的硬件性能为实现这些功能提供了基本保证。事实上，无论是硬件还是软件控制，一个有机的整体都可以实现这些功能。”朱秋国说道。更流畅的关节运动决定了它可以完成更多的动作，比如跑和跳、爬楼梯、在砾石路上行走、蹲下和站起来。

不断突破自我

在开发四足机器人之前，朱秋国和研究人员主要开展了两足机器人的研究。2015年，他们偶然与一家公司合作，开始开发四足机器人。“两足机器人和四足机器人的最大区别在于它们的站立方式。前者是双脚着地，而后者是四脚着地。”朱秋国解释道。

与双足机器人相比，四足机器人在静态下更加稳定。然而，这并不意味着四足机器人可以一直保持稳定，“当走得快时，影子”将由斜腿支撑并保持动态平衡。此外，当室外路面不平或遇到突发干扰时，机器人需要保持稳定，即控制算法和硬件需要共同保证”。朱秋国说道。

正当该团队全力投入四足机器人研究时，由于合同到期，四足机器人项目团队在2016年面临解散。面对团队成员的流失，朱秋国决定自费继续这个项目。于是“影子”诞生了。“我们希望我们创造的机器人有更多的中国元素。”在查阅了各种资料后，朱秋国决定将曹操的山命名为《三国演义》中的“绝应”。“绝影”不仅来源于中国四大名著，还具有“快”和“难”的含义。我希望这个品牌能成为我们走向世界的品牌。"

成为更稳定的平台

“打破阴影”的初步结果让研究人员很高兴。

“接下来，我们将研究在更复杂的道路条件下的运动，例如杂草丛生或条件复杂的废墟，以及在突然打滑或坍塌的情况下能否保持平衡。”朱秋国说:“这些算法需要一步一步地研究，以保证灵活性和稳定性的统一。”

除了功能之外，朱秋国还开玩笑说，他们还会为“绝影”安装头像，因为“网民说没有头像看起来太吓人”。

这需要研究更高级的功能。朱秋国希望四足机器人的平台更加稳定可靠，稳定的四足智能机器人能够提供给更多的高校和科研机构进行教学和科研。“如果我们使用我们的机器人作为平台，我们可以直接开发控制算法和智能学习，这将节省大量的工程工作。”

“我希望越来越多的人能够致力于四足机器人的研究，从而提高我国机器人研发的整体水平，尽快赶上和超过美国的技术。”朱秋国期待着。

中国科学新闻(2018-03-16，第三版)

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