http://www.kadhoai.com.cn 2026-04-10 03:50:58 來源:福布斯中文網
過(guo)去(qu)十(shi)年(nian)裏(li)開(kai)發(fa)的(de)大(da)多(duo)數(shu)人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)都(dou)是(shi)剛(gang)性(xing)關(guan)節(jie),如(ru)果(guo)它(ta)們(men)要(yao)與(yu)人(ren)進(jin)行(xing)互(hu)動(dong)就(jiu)會(hui)出(chu)現(xian)問(wen)題(ti)。假(jia)使(shi)不(bu)小(xiao)心(xin)打(da)到(dao)人(ren)或(huo)者(zhe)失(shi)去(qu)平(ping)衡(heng)而(er)摔(shuai)倒(dao),它(ta)們(men)那(na)不(bu)能(neng)彎(wan)曲(qu)的(de)雙(shuang)臂(bi)和(he)雙(shuang)腿(tui)就(jiu)可(ke)能(neng)會(hui)對(dui)人(ren)造(zao)成(cheng)傷(shang)害(hai)。近來,研究者們在開發各種剛性標準的機器人關節方麵表現出越來越濃厚的興趣,這將提高機器人的安全性,但到目前為止還鮮有團隊造出了一個完整的機器人成品。如今,意大利技術研究所(Italian Institute of Technology,簡稱IIT)的一支團隊憑借他們的COMAN機器人(柔性人形機器人)正逐漸接近這一目標。

仿照四歲孩子而造的COMAN,身高94.5厘米(從脖子到腳),體重31.2千克。該25自由度(DOF)機器人結合了剛柔兩種關節(如下圖所示)。柔性關節(14 DOF)依靠的是串聯柔性製動器。這些由IITtuanduidingzhidezhidongqibeiyingyongyuwanquhuoshenzhandejixiebihejixietuishang。zhexiezhidongqijixiaoqiaoyoumokuaihua,gaitedianshizhichengweidazaorurenxingjiqirendengduoziyoudujiqirendelixiangcailiao。yanjiuzhemenyeweimeigedanxingguanjiekaifaledingzhidelijuchuanganqi,baokuoyongyuhuaiguanjiedeyigeliuweili/力矩傳感器。

那麼這種柔韌性究竟有何幫助?彈性製動器為COMAN走路增加了彈簧:在行走實驗中,“無wu需xu施shi加jia額e外wai的de控kong製zhi,機ji器qi人ren的de軀qu殼ke就jiu自zi然ran吸xi收shou了le每mei走zou一yi步bu時shi地di麵mian的de反fan作zuo用yong力li。而er如ru果guo沒mei有you特te定ding的de足zu部bu裝zhuang置zhi或huo者zhe不bu加jia以yi主zhu動dong控kong製zhi,剛gang性xing製zhi動dong的de類lei人ren機ji器qi人ren很hen難nan實shi現xian這zhe一yi點dian。”當施加以穩定操控方式時,即使是在移動的平台上或是翻倒時,機器人也能穩定住自己。
COMAN的內部結構由鈦合金、不鏽鋼和鋁合金製成,包裹以ABS塑料外骨骼。以下圖片顯示了串聯彈性製動器(SEA)的位置和結構,SEA分布於機器人的臀部、膝蓋、腳踝、肩膀和手肘處。


在(zai)自(zi)己(ji)開(kai)發(fa)柔(rou)性(xing)人(ren)形(xing)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)過(guo)程(cheng)中(zhong),該(gai)團(tuan)隊(dui)還(hai)發(fa)明(ming)了(le)一(yi)種(zhong)方(fang)法(fa)以(yi)確(que)定(ding)最(zui)優(you)關(guan)節(jie)彈(dan)性(xing),但(dan)該(gai)方(fang)法(fa)是(shi)一(yi)個(ge)極(ji)為(wei)耗(hao)時(shi)的(de)試(shi)錯(cuo)過(guo)程(cheng),迄(qi)今(jin)仍(reng)缺(que)乏(fa)足(zu)夠(gou)的(de)數(shu)據(ju)支(zhi)撐(cheng)。他(ta)們(men)的(de)方(fang)法(fa)是(shi)基(ji)於(yu)共(gong)振(zhen)分(fen)析(xi)和(he)儲(chu)能(neng)最(zui)大(da)化(hua)標(biao)準(zhun),為(wei)其(qi)他(ta)探(tan)索(suo)柔(rou)性(xing)機(ji)器(qi)人(ren)的(de)研(yan)究(jiu)者(zhe)們(men)提(ti)供(gong)了(le)一(yi)個(ge)框(kuang)架(jia)。
較早一些探索柔性關節的機器人包括早稻田大學的Wendy(1998)和Twendy-One(2007),zhexiefuwuxingjiqirenzhizaifuzhulaonianren。chuyuanquanyuanyin,tamenshiyongzhuanmenkaifadeguanjiezhuangzhidazaolerouxingshoubi,danzhezhongguanjiezhuangzhishaoxianbenzhong。zuijin,tuohuangzhejiqirenxuegongsi(Meka Robotics)製造了一個有著柔韌手臂的人形機器人,而三星(Samsung)的Roboray和德國航空航天中心(German Aerospace Center)的DLR-Biped則擁有力矩控製的機器腿。再思考機器人公司(Rethink Robotics)的Baxter也有柔韌的雙臂。
不過,在打造同時具有柔性雙臂和雙腿的人形機器人方麵,IIT團隊當屬領頭羊。該團隊的成員包括尼克斯•G•薩格雷基斯(Nikos G. Tsagarakis)、史蒂芬•莫非(Stephen Morfey)、古斯塔沃•梅德拉諾•塞爾達(Gustavo Medrano Cerda)、李誌斌(音)和達爾文•G•考德威爾(Darwin G. Caldwell)。如果你想知道為什麼這個機器人沒有頭,別擔心:它的腦袋正在研發中。我們聽說,研究者們還完成了一雙機器手。我們期待將很快有更多新部分整合到這個機器人身上。