可代替机长驾驶飞机的机器人
美国公司研发出一款可以代替机长驾驶飞机的机器人——ROBOpilot。这款机器人采用非侵入式方法,安装在飞行员座椅区域,能够像人类飞行员一样通过操作控制和分析飞行数据操控飞机,从而把“有人机”转换成“无人机”。
ROBOpilot安装过程很简单,只需移除飞行员座椅,在其位置安装控制设备就行了,设备中包含了作动器、电子设备、照相机、动力系统和机械臂等。该项目由AFRL的CRI小型企业创新研究项目资助,旨在利用当前操控飞机所需要的执行器,电子设备,摄像机和动力系统组成的套件取代飞行员座椅(和飞行员),此外还有一个机械臂用于手动操作。
ROBOpilot 图片来源网络
通过这种方式ROBOpliot可以像人类飞行员一样,通过读取仪表板仪表和显示指针来操作轭架,方向舵,制动器,油门和开关等等。
能“劈叉”的双足机器人,未来可用于救灾
双足机器人一直是国内外各大人工智能机器人实验室的研究重点。广东工业大学研发了一款可以“劈叉”跨越宽大沟渠的机器人——Jet-HR1双足机器人,据悉,该双足机器人能跨越45厘米宽的沟,这个宽度达到了其腿长的97%;而在先前的其他仿人机器人研究中,这个数据一般只有20%。
在一个演示实验中,机器人启动后,并没有直接抬腿迈步,而是面对前方的“小沟”做了7-8秒的“思考”停顿。机器人会将整个运动轨迹拆分成360多个点,因此首先它需要先做数据计算。随后,机器人终于迈出一只脚,在触及另一边的木板后,Jet-HR1做了一个几近“劈叉”的压腿动作,然后再抬起另一条腿,并顺利落地。完成这一动作,双足机器人大概花了24秒左右。据介绍,风机的重量有232克,但可以输出2.3千克的推力,刚好为双足机器人跨越障碍物提供所需的平衡。Jet-HR1最大能够跨过45厘米的宽度。
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该机器人重6.5kg,高度650mm,腿长460mm,每条腿由六个关节,每个关节都由一个B3M-SC-1170-A(KONDO KAGAKU公司生产)伺服电机构成,在臀部、膝盖、脚踝关节,由两个电机构成,以确保足够的转距。在每只脚的前部末端,安装了一个重量只有232g,在22.2V供电下,可以输出2.0kg转距的金属涵道(Ducted fan JP70)。
为了简化模型以及求解方便,该团队选择了二维度的步态策略(2D Gaits:在分析机器人的运动模型时,固定一个维度不发生变化,只在需要跨越的沟渠的维度上,进行力学物理模型的分析),同时建立了准静态平衡模型(Quasi-static Balance Model:在控制机器人跨越沟渠时,缓慢移动,时刻保持平衡,以简化模型的动态分析。)。
该结果验证了金属涵道在提高人型机器人跨越大型障碍物时的可行性。该团队设计的模型和算法,让人型机器人跨越了相当于其腿长80%的宽大沟渠,在实体机器人上,验证了准静态平衡模型以及二维步态规划的准确性与可行性。
同时,该团队指出,由于实体机器人与仿真模型中机器人质量分布的差别,其提出的方法,理论与实际实验结果存在20%左右的误差。他们将在后续的工作中,仔细分析该误差;同时计划分析更复杂的三维度模型,让机器人跨越不平坦的地面等。研究团队表示,这样的机器人未来可以在自然灾害的搜救中发挥重要的作用
可在几小时内制造的水下机器人
最近,麻省理工学院的计算机科学和人工智能实验室(CSAIL)设计了一只“派大星”机器人,不仅外形酷似海星,机器人游起来速度更胜海星一筹。
这只“派大星”由硅胶泡沫制成,拥有柔软的身体,还富有弹性,与刚性机器人相比,它更适合于在狭窄空间中移动。它的驱动也模仿了肌肉的肌腱方式,机器人每条腿的内部有一根高强度线缆,一端固定在“派大星”的脚尖,另一端汇集到“派大星”的背上的低功率电机。
电机转动时,可以同时收放四根线缆,从而收缩或伸直它的四条,使机器人可以安静地移动并有效地在水中游动。
他们提出的快速制作和控制机器人的软件和硬件实验平台,能在 18 小时内完成从制备、到仿真、再到系统识别和轨迹优化“派大星”机器人的全过程。
相比陆地机器人,由于水流、海水盐度和浮力等变量,用于勘探海洋的水下机器人更难设计,复杂的水下运动环境、及其快速破坏电机系统的威力,导致科学家们往往需要耗时几周、甚至更长时间才能制备出水下机器人。
MIT团队开发的迭代算法模拟器大大缩短了水下机器人开发的时间成本,该方法还可以广泛应用在其他机器人的设计和控制上。
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