人类把反射借给了步履蹒跚的机器人
让我们来面对它,即使是如今被开发的最尖端机器人也有步履蹒跚的失误。所以为了使机器人不那么笨拙,麻省理工学院的研究小组把人类的反应借给他们在实验室所创建的一个被称为Herms的机器人。当机器人即将在障碍前跌倒时,绑着各种各样与机器人同步的促动器和马达的人类操作者被提醒。在一瞬间,多亏了具有天生反应的人类,Herms缩回了脚。
公平地说,当你认为Herms不是自主的,不会那么令人印象深刻。相反,Herms是一个傀儡,是人类操作者的阿凡达。当人类说跳,机器人会跳跃。当人拿起一把锤子,机器人也拿起锤子。当人类用锤子凿墙,机器人跟着学。是的,麻省理工学院的实验可以很有趣。
“一般来说,对于人形机器人和步行机器人,保持平衡对于能够执行任何任务是至关重要的,”博士生Albert Wang说。“我们决定从正面解决这个问题,通过他的腰力把平衡感提供给机器人,这样我们可以利用人类的自然反射和学习能力能保证机器人的平衡。”
首先,团队必须设计一种方法来测量Herms的平衡和重量分布。所以,他们在每条腿上安装用来测量机器人向地上施加多少压力的载荷传感器。基于这个力,麻省理工学院的工程师可以计算压力的瞬时中心或它转移体重的位置。超过临界水平,机器人有跌倒的危险。这就是平衡反馈接口接收到的位置。基本上,这是一个安装了金属棒的外骨骼和戴在他腰上的引擎。当Herms快要跌倒时,信号被发送到可前后退进的外骨骼,模仿机器人的重量分布。
“当机器人的压力中心接近支撑多边形的边缘,接口更重地推动操控者而工作,”Wang博士解释道。“如果机器人太靠前倾斜,接口将向相反的方向推动操作者,来传达机器人有跌倒的危险信号。”
为了测试接口,Wang博士执行一项简单的测试:他用锤子敲打Herms,Joao Ramos博士作为操作者却不知道敲打什么时间开始。当Wang博士袭击机器人时,平台对Ramos产生了类似的震动,他本能地转移体重来恢复平衡,导致机器人也突然中止,据麻省理工学院新闻报道。另一个有趣的测试涉及Herms在墙上打孔。
“这些实验显示操作员的多样性。在一个测试中,机器人意外了手臂卡在墙上。但是,因为人类处于这个系统中,操作员可以给出一个创造性的解决方案,直接被翻译给机器人,”Wang说。“我们的下一个目标是尝试更复杂的协同运动,比如挥舞斧头或打开弹簧门。这些行动对于许多机器人是困难的。如果机器人直挺挺地站着推门,它可能会翻倒。您必须倾斜你身体的重量控制自己,因为它对于人类是如此自然,你可以让人类做到。”
Herms和未来他的后代将在对人类来说太危险的救灾情况下工作。考虑到时间和今后足够的重创,Herms可以成长学习并有拥有自己的反应。
“这个接口可能不会使人分心,”俄勒冈州立大学机械、工业和制造工程的Jonathan Hurst副教授说,他并没有参与这项研究。“专注于任务时,保持平衡是很正常的,但也许比控制机器人的方法更重要的是在不知道如何做时,机器人能够观察和收集数据。考虑到数小时记录人类的平衡和姿势的调整策略的细节的数据,我愿意打赌它们会发现一些相对简单的方法来进行自主决策。”
新材料在线编译整理——翻译:Grubby 校正:摩天轮
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