MIT 做了只“不长眼”的机器人,能摸黑爬楼腾空跳

家常科技2019-04-26 00:41:39

自然灾害或重大事故发生时,人类很多时候无法抵达灾区或环境核心点。这些环境共同之处是能见度都非常低,这意味着机器人上的摄像头和视觉传感器,在那个时候几乎没有什么用处或根本没有用。

MIT 最近研发出的 Cheetah 3 让人惊艳,它不仅可爬楼梯可跳跃,而且一切都是在不依赖视觉的情况下完成。

▲ “摸黑”爬楼梯

Cheetah 3可以在崎岖的地形跳跃、跑动、在布满碎片的楼梯行走,如果被推到或拉到,它很快又能恢复平衡。Cheetah 3重约90磅,跟一只成年拉布拉多差不多重。那么没有视觉传感器和视觉摄像头,这个机器人是如何做到呢?

实际上,这有点像我们人类在黑暗房间里摸黑找路的方式,即利用“盲目移动”来感知周围环境。具体来说,Cheetah 3 主要依赖两套新算法:1. 接触感应算法;2. 模型预测控制算法。

简单来说,接触感应算法可以帮 Cheetah 3 判断某只机械腿接触到的平面是否可“踏下去”,以及下一步又应该怎样反应。碰了一下后,算法得快速判断机器人脚下是脆弱的树枝,还是踏实的路面,它能不能踏下去?如果不可踏下去,算法会结合反馈数据决定,接下来机械腿是要赶紧抬起来,还是通过摇摆来保持机器人整体平衡。

至于模型预测控制算法,主要用于帮助机器人判断,每踏出一步,到底需要用多大力,最终才能帮助机器人人保持平衡?除了要“踏好每一步”,这个算法另一个任务在于帮助机器人在遇到意外阻力时,要怎样恢复到平衡状态。

比如说,有人在侧边踢了机器人一脚。算法就会想,“我刚刚在左边遭遇了一个意外速度,我要怎样控制每只脚的用力状态,才能保持平衡?如果我在相反方向施下 100 牛顿的力,半秒之后会发生什么事?这个算法可进行帮助机器人面对研究人员的突然拉扯和推力。

▲ “推啥推!”

实际上,视觉判断可能会面临干扰因素、不准确或情况不适用等问题。所以说,如果你的机器人过于依赖视觉,它对空间的判断必须得非常准确,这会使得它反应非常慢。就像在武侠小说中盲侠比正常人更能感受内力和武器攻击来的方向。

因此,开发者们希望它可以更依赖触觉信息,这样一来,它能在快速移动时,仍可应对意外障碍物,能够适应更黑暗、更复杂的环境,可以在灾难环境中进行拯救工作。

不过,开发者们表示还是会为 Cheetah 装上视觉系统,但“不想将视觉作为控制第一位”。

除了“摸黑”系统外,Cheetah 3 和上一代相比,机器灵活度也提升了不少:

▲ 可逆转膝关节系统,真 · 机器人舞

▲ 灵活摆动

▲ 弓背弹跳,后面的研究人员看得也太乐了吧

虽然MIT机器人的外表看起来有些粗糙,不过不得不说,功能还是蛮强大的。 


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