雙足機器人的進化之路

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雙足行走機器人屬於類人機器人，典型特點是機器人的下肢以剛性構件通過轉動副聯接，模仿人類的腿及髖關節、膝關節和踝關節。並以執行裝置代替肌肉，實現對身體的支撐及連續地協調運動，各關節之間可以有一定角度的相對轉動。

雙足機器人的研究始於1960年代：

早在1968年，美國通用公司的R.Smo- sher試製了一台名為「Rig」的操縱型雙足步行機器人，揭開了雙足機器人研究的序幕。但該機器人只有踝和髖兩個關節，操縱者靠力反饋感覺來保持機器人的平衡。

1968～1969年，南斯拉夫的著名科學家M.Vukobratovic提出了一種重要的研究雙足機器人的理論，即MP穩定判據，並研製出世界上第一台真正意義的雙足機器人。

日本在雙足機器人研究領域有著突出的地位，其研究成果也是最為傑出的。早稻田大學的雙足機器人研究始於1968 年，該大學的加藤一郎教授所領導的課題組相繼研製了WL系列、WABIAN系列雙足機器人。

WL-16

WABIAN-2（它不僅可以像真人一般活動頭部、軀幹、四肢和手掌，而且還能夠做出快樂、憤怒、悲傷等表情??。甚至，它還可以彎曲膝蓋並且以多種方式活動它的腳掌。）

由於WABIAN-2能實現對人類行走方式的最大限度地模仿，所以被用於研究人類病理學，用以幫助開發新型醫療和康復設備。

本田公司在2012年發布了最新一代ASIMO，身高130公分的它有視覺與聽覺的整合能力。2011年版的ASIMO全身可動關節大幅增加23處成為57處，體重減少6公斤成為48公斤，中樞平衡控制已允許雙腳同時離地，提升奔跑速，實現了時速9km的奔跑和迂迴行走。

想不想和ASIMO過過招？

ASIMO的進化之路

索尼公司開發出了世界首台會跑的雙足機器人「QRIO」。索尼公司定義的「跑」是指機器人行走時雙足處於離開地面的非接觸狀態，並不是那種一定要某隻腳接觸地面的快步行走（類似於競走運動）。QRIO身高58公分，體重7公斤，在多達38個可轉動關節下，不僅可跳舞、唱歌、踢足球，更可即時調整姿勢來適應各種環境；透過紀錄聲音與臉部特徵，具有辨識的功能，可與人進行即時互動。

「鋼鐵俠科技」（ART Robot），已造出雙足大仿人機器人成品，是國內首個商業化「雙足大仿人機器人」。

CES 2017上展出的「Talos「，由中國的樂聚（深圳）機器人技術有限公司自主研發，團隊成員主要來自哈工大，Talos身高約60厘米，Talos擁有22個能夠高速旋轉的關節，身體運動的自由度基本接近人類。Talos機器人最大的突破當屬人形SLAM技術的應用，除了美國的波士頓動力的Atals和日本本田公司的阿西莫，Talos是中國第一個公開展示的具有該項技術的產品。

不知道大家有沒有關注過在CES 2018 上的展示雙足機器人Walker。Walker高1.3m，擁有兩條自由度極高的腿，可以上下樓梯、全向行走，具備踢球、跳舞等多種互動運動能力。Walker可以用來播放音樂、詢問天氣、諮詢新聞、閑聊、即時視頻通話，或者是遠程監控，教育、陪護小孩以及控制智能家居等。

最後一個，必須是美國波士頓動力的雙足機器人。實在是太驚艷了！

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雙足人形機器人的運動穩定性一直是學術界研究的難題，而Atlas竟然已經能做後空翻了！

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Atlas站起來後身高可達1.75米，體重達到81千克。它可以穿越各種地形，手部還能完成開門和抓取物體的動作。如果受到衝擊，這個兩腿行走的機器人也能很快穩住腳步，即使跌倒它也能自行爬起。如果路途中有大樹等物體，Atlas還能攀援而上。此外，Atlas可以通過身上搭載的激光雷達和立體聲感測器，甚至還擁有避障和識別物體的能力。不過波士頓動力的機器人的驚艷之作不止是Atlas，今年二月他們又有了新動作：波士頓動力機器人又進化了！這次它們可以協作開門。

儘管如此，雙足行走機器人的研發之路仍然布滿荊棘。機器人的操控、電池續航時間以及機器人的平衡都是難以逾越的重大難題。

來源：工業機器人之家整理，轉載請註明出處

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