意大利打造“半人马”机器人，走得比人稳、干得比狗多

来源 | 机器人大讲堂

原创 | 佳丽

编辑 | 海蛟

 

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在机器人的研究历史中，人们总想着研究出仿人机器人来代替人类去完成一些我们不愿意干的事。可是，当下的人形机器人干起活儿来还不太给力，还总是担心它们哪一刻就倒下了。

不过，对此意大利理工学院（IIT）Centauro团队就想出了一个看似完美的解决方案，他们将一个人形机器人的上半身安装在了一个四足机器人的下半身之上，够成了一个类似于半人马的机器人。

其实，半人马机器人并不是没有先例。之前德国波恩大学就展示过一款“半人马”造型的机器人，机器人四条腿下面有轮子，上半身是有头和手臂的人形。

在一次DARPA机器人挑战赛当中，34分钟内便近乎完美的完成了七项任务:驾驶汽车，爬出汽车，打开车门，转动阀门，切入一个洞干墙，穿越碎片，以及操作开关。

从这次机器人挑战赛中，Centauro研究团队学到的一件事是：机器人有腿走路是很有用的，但更有用的是，它可以灵活运用多种模式的移动能力，同时可以根据不同的情况进行切换。因此，Centauro机器人采用了轮、腿混合动力驱动。

Centauro高 1.5（5 英尺）、重 93 公斤。从外观上看，拥有和其他IIT类机器人，如WALK-MAN相似的坚固性能。因此，它是一个既能作为研究工具，又能在现实世界中发挥作用的机器人。

外壳由轻金属及3D打印塑料制成，机身内配有同时处理多种需求的三台计算机。Centauro 支持远程遥控和半自治，在通信中断或延迟的情况下，机载电脑可以自行预测该如何移动。

Centauro的腿有6个自由度，可以通过旋转和伸展臀部、膝盖和脚踝来实现关节的运动，Centauro还可以采用不同的配置，比如四足机器人的典型的腿部配置，包括内、外膝关节，以及蜘蛛腿的配置，更有利于机器人操纵大型工具。底部的轮子由铝合金制成，允许机器人发挥基于轮子的移动性，其外层用弹性体材料进行过模，保证了粘阻尼接触，同时在地面上滚动时产生适当的摩擦。

Centauro的上半身就很仿人了，轻型双臂可以举起大约 11 公斤（24 磅）的重物，与成年人的操控强度和灵活性相当，还可以表演“空手道劈木板”。

“半人马”这种设计优化了稳定性和移动性，并允许远程操作人员更直观有效地控制机器人的臂膀和手。像这样的机器人在灾难场景中的有效性和效率一定程度上取决于它们的控制界面有多直观、有效。

领导IIT团队开发Centauro机器人的Nikos Tsagarakis表示，Centauro机器人的视觉感知系统，遵循着Momaro开发的原理和传感器安排。Centauro机器人的运动也受到Momaro的启发。 

但是与Momaro相比，Centauro的腿部运动学有所不同，在调整轮子相对于地形的方向时提供了更多的灵活性。此外，Centauro具有更好的操纵能力和强度，其躯干有着Momaro没有的灵活性。

Centauro机器人实际利用的技术以及驱动、设计原则、控制系统等，都在IIT团队的类人形机器人开发线上,类人机器人依然是IIT团队的主要研究方向。Centauro研发想设计一个在保持自身尺寸和重量接近成年人的同时还能有和成年人相似的肢体动作的机器人。

但这不是一项简单的任务，而且需要在原有的设计基础上进行实质性的升级。例如，Centauro机器人的手臂重量只有WALK-MAN的一半，但仍然具有更强的力量和体力。”研发团队认为，从长远来看，Centauro这种设计将更有效地在人类基础设施中发挥作用。也代表着他们在努力将技术转化为实际应用。

我们希望机器人在越来越复杂的移动操作任务中能有更好的表现，这些任务将涉及高负荷和苛刻的物理交互，也就是类似于人类灾难救援者遇到的情况。也期待着机器人能不断提高自主完成任务的能力，提高整体效率，在最少操纵者环境下的效率最大化。

 

—— 完 ——