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科技工作者之家 2020-01-09
来源:中国指挥与控制学会
美军长期致力于发展可与士兵协同作战的机器人,研究的目标为基于仿生学设计出像长期受训的动物一样,能够听从人类指挥、服从人类命令、协助人类完成任务的机器人。
当前,随着军事和商业领域对此类研究的不断深入,仿生机器人的迭代创新正在持续加速,特别是四足仿生机器人。让机器人具有实用性能力,满足一系列需求,包括实现机器人的自主导航,机器人作为“驮畜”的负重能力,以及机器人通过“观察”人类来执行任务的能力。近期,美国围绕四足仿生机器人开展了一系列研究,主要包括以下三项。
1
“腿式运动和运动适应系统”(LLAMA)项目
该项目由美陆军研究实验室(ARL)发起,通过“机器人协作技术联盟”(RCTA)计划启动,旨在设计一种高度自主的机器人,能够跟随士兵在各种复杂地形环境中执行任务。LLAMA项目研发的机器人是一种以工作犬为蓝本、能与士兵协同工作的自动四足运动研究平台系统。目前,ARL通过与NASA的喷气推进实验室、人类与机器认知研究所等机构合作,已研发出LLAMA的原型机,该系统能够按士兵发出的口头指令行动,并在战地独立移动,以完成任务。LLAMA原型机采用全电动设计,装配了高扭矩执行器,嵌入了高级的感知与控制算法。同时,研究人员通过优化设计减轻了机器人的自重,提高了机动性、防护能力和杀伤力。LLAMA原型机的运动模式包括两种,一种是默认的向前移动模式;另一种是精细模式,通过激活额外的传感器对周围环境进行扫描,从而控制机器人进行更精确、更仔细的运动。
2
“大狗”(BigDog)机器人
“大狗”机器人由波士顿动力公司研制,该系列的最新型号名为Spot。Spot机器人采用电池供电,驱动设备为液压系统,免去了油料燃烧产生的噪声,相比“大狗”机器人更加安静;采用了激光雷达导航,增加了机器人对环境的理解和认知能力,可实现在复杂的室内和室外环境中操作。与之前的“大狗”机器人折角向前的膝关节设计不同,Spot机器人的膝关节采用的是像山羊腿一样的折角向后设计,可在崎岖不平的道路上坡下坡,拥有十分强大的平衡能力。与“大狗”机器人专为美军设计不同,Spot机器人具有很强的军民两用性。
3
Minitaur机器人
该机器人由“幽灵”机器人(Ghost Robotics)公司研发,其配备的传感器能跟踪机器人腿部执行机构的电流波动,以此作为控制算法的反馈输入,从而使机器人在跳跃或蹒跚前进时保持直立。Minitaur机器人的四足可根据环境动态的改变步法,能实现爬坡,在遍布岩石的地面行走,在冰上行走,即使打滑也能维持平衡,跳起跌倒翻转后能迅速站立。Minitaur机器人的应用领域十分广泛,可用作军事、勘探、采矿、农业和危险环境中的自主传感器工具。
来源 :美国C4ISR网站/图片来自互联网
北京航天情报与信息研究所 张梦湉
编辑:刘伟雪
转自:“国防科技要闻”(ID:CDSTIC)
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来源:c2_china 中国指挥与控制学会
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