仿生机器人视频(现实版“钢铁侠”!意大利打造飞行仿生机器人,自带听觉和触觉)

若问起可以飞的机器人,你或许会最先想到钢铁侠斯塔克的那套无敌盔甲,能带着斯塔克随时飞天遁地,拯救世界;又或者是脚底装了火箭发动机作为助推力的铁臂阿童木,能够在空中随意畅游。


实际上,科幻电影和动画中的这些情节并不止是天马行空的幻想,在很多实际场景下都有着很重要的用途。无论是人形机器人还是机器人外骨骼,这类飞行机器人系统通过各类助推能力,可以将步行机器人变成飞行机器人。常见的思路就是在手和脚上安装一些推进器,启动后就能像钢铁侠一样,轻松起飞。




虽然人类离征服天空还很遥远,但是现实一款仿生机器人却率先做到了,简直就是钢铁侠走进现实!


听起来感觉不可思议,但魔幻现实真的要落地了!


意大利理工学院 (IIT) 的研究人员正致力于通过开发一种系统来控制 iCub 人形机器人,该系统通过链接四个喷气发动机,能够将一个人形机器人助力飞升。



iCub是IIT为研究认知而开发的开源机器人,身高104厘米,是目前世界最先进的机器人之一。iCub有53个电机,可以移动头部、手臂、手、腰和腿部,可以“看到”和“听到”,具有本体感觉和运动感觉,能够四肢爬行、走路和坐起来操纵物体,手具有支持复杂操作的能力,目前已被全球20多个实验室所采用。


这一研究至今已经持续了4年,从2017年起,IIT就开始了这一名为 iCub的人形机器人的飞行之路,并且研发了一套控制系统,后续将对控制系统进行测试,并对导航、空气动力等问题进行深入研究,为iCub真正飞行做准备。同时,研究人员还希望将“人形”飞行机器人用于人类“飞行外骨骼”研发,替代真人完成部分实验工作,加快“飞行外骨骼”研发步伐。



iCub的升级版iRonCub的最新研究成果发表在IEEE 机器人与自动化快报月刊上。这篇论文提出了一个框架,用于估计未配备用于直接推力测量的传感器的飞行多体系统的推力强度。其所提出框架的关键成分是所谓的多体系统质心动量,与螺旋桨模型相结合。此外,还设计了一个实验装置来评估使用 iRonCub(一种喷气动力人形机器人)站立在地面上的估计算法的准确性。



通过在其手脚上安装喷气发动机让iCub实现悬停和飞行,但从根本上说,这只是另一种 多模态运动 。乍一听,可以飞行的人形机器人似乎不是刚需,毕竟现在有大量关于 空中操纵 的工作都可以使用 无人机 (有时是带有多自由度手臂的无人机)直接与周围的世界互动。





iRonCub的身高104为厘米,既能坐立,又能利用四肢爬行,它的手可以灵活操纵其它物体,并且其头部和眼睛完全铰接,而且兼具视觉,听觉和触觉能力,可以“看到”和“听到”。




Pucci 的团队相信,这种系统有朝一日可以成为自然灾害的第一响应者。 在灾难响应方面,人形机器人比传统无人机具有优势,因为它们可以更轻松地操纵一个已经为人类设计的世界。然而,当自然灾害发生时,大部分以人为中心的基础设施可能会遭到破坏或以其他方式无法通行,这会抵消人形机器人的许多最初优势。但是通过将人形设计与飞行能力相结合,Pucci 的团队可以利用这两种技术的最佳方面。

仿生机器人




至于iRonCub为啥设计成仿生人类的模样,研发人员表示人形机器人可能更容易控制,而且仿生人机器人还可以为人类飞行探索积累经验。




目前iRonCub的测试行中,还有一个难点需要克服,就是很难确保不出现意外,不知道飞行过程中机器人会不会因为发动机的废气而被点燃,甚至爆炸。


不过研究人员也给出了解决办法,让这个iRonCub机器人穿上一条花哨的银色防火裤,起码可以保证机器在达到规定的飞行高度之前不会自燃。


那么问题来了,一个会飞的人形机器人有什么用?它们与送货的无人机相比有什么优势?


对此,意大利理工学院的负责人表示,有关未来人类驱动骨骼这一块的研究,都可以靠这款仿生机器人来完成,从而避免对人类进行大量的测试。




另外,负责人还表示,飞行的iRonCub可用于开发飞行仿人机器人的一般控制框架。现在研究的下一步是进行iRonCub的受控飞行,一旦研发成功,就可以尽快投入实际使用了。




总的来说,iRonCub更像是钢铁侠和火箭人的结合。


不过钢铁侠并不依赖背上的喷气背包,相反,钢铁侠是靠装备在手和脚上的喷射器。相比之下,iRonCub的双引擎喷射包显得更加繁琐,当然实现的目的都一样。那么你会更喜欢哪种设计呢?

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