又一个双足机器人实现类人平衡力！这次是德克萨斯大学用6年打造的“水星”

来源 | 机器人大讲堂

原创 | 风雨扶蕖

不知从何时起，在很多小伙伴心目中，让机器人有像人一样的脑子是难点，而让机器人像人一样走路应该是非常容易、基本的。

殊不知，让机器人像人一样走路就足以让机器人拼尽全力了，很多机器人都是一触即倒。

其实，人类从爬行到直立行走花费了千百万年的时间，保持身体平衡，需要身体几个不同的部分形成一个复杂的网络。要保持平衡，人的大脑必须将从眼睛、肌肉和筋腱以及内耳传来的信息流进行整理，让这些不同部分共同发挥作用，进而使你能够保持身体直立、稳定。对于（双足）机器人而言，直立行走并且保持平衡是绝对没有那么简单的，尤其是在遭遇到外部突发情况时。

近日，来自德克萨斯大学奥斯汀分校科克雷尔工程学院的研究人员就研发了一款双足机器人“水星”（Mercury）。

Mercury是一款在科克雷尔工程学院教授Luis Sentis的人类中心机器人实验室开发的双足机器人，能够在意外击中或在没有警告的情况下施加力量时保持平衡。

他们的方法对应用在紧急响应，防御到娱乐等所有场景中的机器人都会来重要影响。该团队将于本周在2018年智能机器人和系统国际会议（IROS2018）上展示他们的工作，这项会议是机器人领域的旗舰会议。

研究人员通过六年时间的建造和测试，将人体保持平衡的关键躯体运动转化为数学方程式，该团队能够使用数值公式对他们的机器人Mercury进行编程，并由此计算出了一般人走路时失去平衡所需的误差幅度——2厘米。

“从本质上讲，我们已经开发出一种技术来教导自动机器人如何在意外击中时保持平衡，或者在没有警告的情况下施加力量，”Sentis说，“这是我们在人群中经常使用的一种特别有价值的技能。”

Sentis表示他们的技术已经成功地动态平衡了两个没有脚踝控制和没有全人形的双足机器人。

对于没有脚踝控制的机器人来说，动态的人体运动要比配备有驱动或关节脚的机器人更难实现。为此，UT奥斯汀团队使用了一种高效的全身控制器，该控制器由相互协调的的旋转器构成，该旋转器可以有效地发送和接收数据，以通知机器人最佳的移动路径以响应下一次碰撞。他们还应用了一种数学技术（通常用于3D动画，以实现动画角色的逼真动作）称为反向运动学，以及低级的电机位置控制器。

此外，“水星”可以根据其创造者的特定需求量身定制，从理论上讲，这种技术的基本方程还普遍适用于任何类似的人工智能（AI）和机器人研究。

 通过对比人体保持平衡的方式和“水星”的平衡方式，不难看出“水星”是对人类平衡方式的模拟。实际上Sentis实验室中开发的所有机器人都旨在模仿人类的运动特征。

“我们之所以在实验室中模仿人体运动和身体形态，是因为我认为人工智能的设计与人类自身是相似的，这将使得人工智能技术转向人类更加熟悉的方向，”Sentis说，“反过来，这也将使我们对机器人的行为更加熟悉，通过不断的联系人与机器人，我们就越容易认识到人工智能改善我们的生活的巨大潜力。”

目前该研究由海军研究办公室、UT和Apptronik Systems合作资助。