波士顿动力机器人 概览 国外民用 国外

admin 18天前 24


波士顿动力稍有动静就会引发轰动,这次也不例外。一段最新流出的视频显示了波士顿动力的Atlas机器人试着搬箱子然后放到架子上——尝试很久未果,最终无情倒下。此前业界有分析,结合日本国情,被软银收购后波士顿动力会在研发家用机器人上发力,看来距离这家公司下一次震惊世界,还需要一点时间。

  波士顿动力上一次震惊世界,是他们的Handle机器人。首次在多足的基础上结合了轮子的优势,Handle“跑酷”的动作有如神助。不少人看后纷纷惊呼逆天。

  昨天,这家公司流出的一段最新视频却告诉我们,距离机器人统治世界还有挺长的一段距离。

  波士顿动力的Atlas机器人可以说是最新、最先进的类人机器人了。不过,从上面的视频看,相对简单的任务,比如把东西好好放在架子上面,目前仍然很难完成。

  Alas在很多方面都十分优秀,比如在复杂的山地行走,攀爬并扛起重物。Atlas的平衡能力异常卓越,之前在一块近2厘米宽的木板上单脚站立,持续了20多秒(下面只是一个示例性的动图),这一点很多人都不一定能做到。

  总之目前看,被软银纳入门下的波士顿动力还没有成功拿出一款家用机器人产品。

  但话说回来,Atlas倒下的视频虽然滑稽,可毕竟这是波士顿动力——说不定什么时候就又刷屏了。

  下面,我们就来看看,从昆虫、猫狗到类人,盘点波士顿动力那些逆天的机器人。

  SpotMini,有它都不想养普通的狗了

  SpotMini是小型的四足机器人,适合在办公室或家里活动,上楼下楼轻松自如。SpotMini重量为25公斤(如果包括机械臂则为30公斤),全电动,充电一次可以活动大约90分钟,当然与它具体做什么有关。SpotMini也是波士顿动力最安静的机器人。

  SpotMini继承了其大哥Spot的灵活性,同时增加了有一个有5个自由度的机械臂(也就是所谓的“颈部”),还能拾取物体(用“头”,例如上图,用“头”拿起了玻璃杯),感知传感器也得到了增强。SpotMini传感器套件包括立体相机、深度相机、IMU以及四肢里的位置/力学传感器。这些传感器有助于导航和移动。

  有人看了SpotMini的Demo以后感叹,再也不想养普通的狗了:)

  Atlas,高端类人机器人

  Atlas是波士顿动力开发的高端类人机器人产品线。高1米5,重75公斤,Atlas全身有28个关节,能够载重11公斤。Atlas也能充电,使用液压操控,如果非要说Atlas的明显不足,那就是活动时动静比较大。

  Atlas的控制系统能协调手臂、躯干和腿部的运动,实现运动时对全身进行操纵。因此,Atlas能在很多不同的环境中工作。不仅如此,Atlas执行任务时的平衡能力使其占地面积小,空间利用率也高。

  Atlas的硬件使用3D打印完成,强度高,重量轻,拥有立体视觉,身上还安装了激光雷达,这让Atlas能感测距离,结合其他传感器,Atlas就能够操控周围环境中的物体,并在崎岖的地形上行走。受到推挤也能保持平衡,如果摔倒还能自己爬起来。

  所以,按照摔倒后自己能爬起来这个道理——说不定再给搬箱子那台Atlas一点时间,它或许就能自己站起来了。

  Handle,轮式与多足的结合

  Handle是波士顿动力在被谷歌出售后推出的产品。外界普遍将谷歌出售波士顿动力解释为后者不赚钱,这也体现了市场对多足机器人和轮式机器人(比如无人车)两种截然不同的反应。

  于是,Handle将多足机器人和轮式机器人的特点结合起来,有腿部就能在崎岖的地形上行走,而把“脚”换成轮子就能更高效地移动。因此,波士顿动力也把Handle称为“双壁合一”(The Best of Both Worlds)的机器人。

  Handle高2米,重105公斤,可以拿起45公斤重的物体,使用电压和液压驱动,安装了深度摄像头。Handle在动力学、平衡和移动操控上使用了许多与原来双足、四足机器人相同的原理,但只有10个致动关节。所以,Handle动作看起来炫酷,实际上复杂程度却大大降低。

  Spot,可以带出去遛的机器人

  Spot是一款专为室内和室外操作而设计的四足机器人。Spot催生了一系列自主四足机器人,包括前面介绍的SpotMini。

  Spot是电动和液压致动的,全身有12个关节,使用激光雷达加立体视觉,结合搭载的传感器套件来感测地形环境,能够在崎岖不平的路面有效保持平衡。一台Spot高0.94米,重75公斤,能够承载23公斤的有效载荷,充一次电时运行大约45分钟。

  波士顿动力在研发Spot的时候吸取了大狗、猎豹和LS3的经验,因此Spot运动的时候动静没有大狗那样大,看上去相对轻盈。

  “军犬”LS3

  如果将Spot比作可以带出去跑的大型犬,而SpotMini则是在家玩的小狗的话,LS3就是大型军犬了。LS3设计的时候就被定位为跟随海军陆战队和士兵行进的机器人,帮助人类负重。LS3高1.7米,重达590公斤。LS3使用天然气和柴油发动机,液压驱动,在燃料充足的情况下,能够载重180公斤持续运行24小时,穿越32公里。

  波士顿动力表示,在一次平地测试中,LS3携带超过500公斤的有效载荷。

  LS3使用计算机视觉自动跟随前面的引导者,因此不需要专用的驱动程序。这款机器人还使用地形感测、避障和GPS来帮助达到指定的地点。

  LS3的研发得到了DARPA和美国海军陆战队资助。波士顿动力之外,CMU、Jet Propulsion Laboratory,Bell Helicopter,AAI公司和Woodward HRT的工程师和科学家都参与了LS3的研发。

  虽然加上载重,一台LS3可能重达1吨,但跟很多大型动物一样,LS3行动起来一样迅捷。

  大猫 WildCat:世界上最快的四足机器人

  但是,说到迅捷,还是比不过波士顿动力的“大猫”。下图显示的这款名叫WildCat的机器人是世界上速度最快的四足机器人,速度为32公里/小时。(之前的记录是MIT在1989年实现的21公里/小时。)

  WildCat由甲醇发动机驱动,采用液压驱动系统(因此跑动中“声势浩大”)。WildCat高1.17米,重154公斤,有14个关节,跑动中使用各种步态,包括小跑、跳跃和疾驰等保持平衡。目前,WildCat的演示都是在相对平坦的地面上运行。控制系统使用动态控制算法和各种传感器(IMU,地面接收器,本体感觉,视觉测距)来控制和稳定运动。WildCat还使用一组激光测距仪来精确测量机器人的高度和与地面的距离。

  WildCat的控制系统首先在猎豹机器人上开发,猎豹机器人(见下)是在实验室里开发的一款原型机器人,运行速度为48公里/小时,比博尔特还快。当然,猎豹是在基本没有风阻的室内跑步机上跑动,而且有一个非常大的远程电源供电。

  大狗 BigDog:一切从这里开始

  说完大猫,正好接着说大狗。大狗可以说是波士顿动力的标志性机器人之一。相信大家已经有比较多的了解,毕竟大狗作为上述四足机器人的“始祖”业内已经有了很多介绍和分析。

  大狗搭载的计算机能够控制运动,处理传感器,还能保持与用户通信。与用户通信这一点是后来增加的。大狗的控制系统能够保持平衡,让机器人在各种地形上运动,同时进行导航。运动传感器包括关节位置、关节力、地面接触、地面载荷、陀螺仪、激光雷达和立体视觉系统。其他传感器集中在BigDog的内部,包括监控液压、油温、发动机功能、电池充电等。

  BigDog高1米,重109公斤,载重45公斤,使用汽油发动机,运行速度是10公里/时,有16个关节,能够爬35度的坡地,穿越瓦砾,在泥泞、雨雪中前行。

  六足机器人RHex

  RHex是六足机器人的一种。独立控制的腿部能产生专门的步态,在崎岖的地形上推进,操作人员基本不用输入。波士顿动力展示了RHEX穿越岩石、泥土、沙漠、植被、铁轨和楼梯的场景。

  RHex有前置摄像头和后置摄像头。机体的密封性使得RHEX在潮湿的天气,泥泞和沼泽的条件下以及流体中运行。


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