开源低成本四足机器人使复杂的机器人技术适用于所有人郭晋安
2022-06-25 21:39:44 战旗娱乐网
开源低成本四足机器人使复杂的机器人技术适用于所有人
能够定义高级物理动作的复杂动作的机器人，可能要花费50,000美元或更多，这对许多人来说，现实世界的实验费用过高。
现在，位于纽约州蒂宾根和斯图加特的纽约大学丹东工程学院和马克斯·普朗克智能系统研究所的协作团队设计了一种成本相对较低，易于组装的四足机器人。可以升级和修改的名为“ Solo 8”的机器人，为预算有限的团队打开了进行复杂研发的大门
研究人员的工作“用于腿部运动研究的开放式扭矩控制模块化机器人体系结构”已在《机器人与自动化快报》上发表，该论文将于本月晚些时候在ICRA上发表。领先的机器人会议，将以虚拟方式举行。
该团队由纽约大学丹顿分校电气和计算机工程以及机械和航空航天工程副教授Ludovic Righetti带领，与纽约大学丹顿分校的机器运动实验室的合作者以及MPI-IS的研究小组合作，设计了该设备。使得更广泛的机构和实验室可以更容易地进行机器人研究和教学，并且通过使用相同的开源平台，允许研究人员汇编比较数据，这是迈向机器人技术快速进步的关键一步。
Solo 8的功能使它的行为像更昂贵的机器人一样：例如，它可以执行跳跃动作，以多种配置和方向行走，并在恢复姿势后恢复方向，姿势和稳定性。翻倒了。此外，Solo 8的所有组件都可以3D打印或在商店中购买，并且根据BSD 3条款许可，可在线免费获取构造文件，从而使其他科学家在原型设计时可以利用模块化设置。并开发自己的技术。
该机器人可以在以下领域进行研究：
探索基于动物的肢体运动以及在实验室表面，砾石，土壤，沙子，泥土和其他此类地形上的运动
针对复杂和动态行为的强化学习，包括那些将性能推向压力极限的行为，而对于昂贵的平台而言，这太冒险了
动态运动，很少有机器人可以执行
操纵环境
机器人与先进通信技术的集成
该项目由开放动力机器人倡议主持开发，于2016年由Righetti和MPI-IS研究人员机电工程师Felix Grimminger和动态运动研究小组负责人AlexanderBadri-Spr?witz共同发起。它最初由Righetti的ERC起始资金资助，然后由几个MPI-IS的基层项目和美国国家科学基金会资助。
开源的研究型四足机器人Solo 8可以执行多种物理动作，因此对于研究人员和公司而言，这是一种低成本的设备。图片由马克斯·普朗克智能系统研究所NYU Tandon提供。
一步一步，四足机器人要去的地方
MPI-IS的研究小组负责人Righetti除了在Tandon的职责外，还说：“已经有很多大学与我们取得联系，并希望复制我们的机器人并将其用作研究平台。” 他解释说，MPI-IS的经验推断部门最近使用了这一概念来构建可以操纵物体的机械手指。
他继续说：“我们的机器人平台是快速原型制作和构建高性能硬件的重要基础。” 作为回报，我们受益，因为其他研究人员也可以为该项目做出贡献；例如，法国LAAS-CNRS的同事开发了一个电子板，以帮助通过WiFi与机器人进行通信。
此外，可以快速测试复杂的控制和学习算法在平台上，减少了从构思到实验验证的时间，这大大简化了我们的研究，我们的开源方法使我们能够将算法与其他实验室进行比较。在我位于纽约的实验室中，我们开发了非常有效的运动优化算法，但是在一个复杂而笨重的机器人上进行测试，对于一些研究人员来说，很容易就可以花费半年的时间，而使用Solo则可以轻松完成。
无需重新发明轮子
Badri-Spr?witz说：“要让一个研究小组自己开发这种机器人，就需要花费四年的时间。” “此外，您还需要广泛的专业知识。我们的平台是几个团队的综合知识。现在，全球任何实验室都可以在线，下载文件和打印零件，并从目录中购买剩余的零件。每个人都可以添加额外的功能，再过几个星期即可完成。您已经拥有了世界一流的机器人。”
他补充说，估计价格为几千欧元的机器人，自制且易于调整以满足个人研究目标，与商店购买的有腿机器人相比，更多的研究人员和讲师更容易使用。
Grimminger说：“ Solo具有一些我们将来有兴趣探索的新颖功能。” “例如，它具有广泛的运动范围。当机器人摔倒在后时，它可以以其他方式配置腿并站起来。或者它可以从24厘米的站立高度跳到65厘米。 ”
得益于扭矩控制的电动机，该机器人实现了类似弹簧的行为，在动物腿部表现出类似肌肉和弹性腱的作用。
“请注意，机器人使用的是虚拟弹簧，而不是机械弹簧。作为虚拟弹簧，可以对其进行编程。例如，您可以将弹簧的刚度从软调节到硬，这很有趣，因为我们看到人和动物的刚度都不同，并具有调整后的刚度，该机器人可实现自适应且鲁棒的运动行为，”Badri-Spr?witz补充道。
Solo 8的重量刚刚超过2公斤，提供了非常高的功率重量比。大多数四足机器人重得多，因此在研究环境中更危险，更难操作。现在，由于重量轻，学生可以更轻松，更安全地操作机器人，甚至可以将其装在背包中，以运送回家或参加会议。
机器人的名称中带有数字八，表示其八个活动关节：每个机器人腿都可以改变角度和长度。但是，最近完成了新版本的测试，并以12个自由度进行了首次测试。现在，新机器人也可以侧身行走。
Badri-Spr?witz说：“由于具有额外的自由度，它将具有更多的通用性，并能够显示出更多有趣和复杂的行为。”
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