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Atlas 机器人会跳跃、旋转、后空翻这背后的技术是什么?

类别:波士顿资讯 日期:2018-4-9 1:27:30 人气: 来源:

  2017 年 11 月 16 日,一段 Atlas 跳跃、旋转、后空翻的视频几乎惊艳了整个机器人圈,各大纷纷做了报道,我也在如何看待 Boston Dynamic 2017.11.16 新发布的机器人 Atlas 视频?发表了情怀感言,当然只有情怀是不够的,作为技术工科男,还是应该多思考下其背后到底有什么技术。

  在 Flight Phases,Atlas 并没有与接触,因此没有任何的接触力 f_i,此时牛顿方程简化为:

  在空中的过程实际是个抛物线运动,因此没有办法在空中改变 Atlas 的运动。上式中的欧拉公式可以简化为:

  综上所述,在空中运动过程中,Atlas 无法改变运动,但是可以改变姿态,也就是后空翻或是前空翻等复杂动作,只要在落地之前完成动作即可,当然跳以前也需要做步态和运动等的规划。

  无论是什么样的接触面,Atlas 与地面接触时的瞬间接触力常大的,因此对电机有非常高的要求,BD 很聪明,选用了液压伺服控制。若是电机的话,可能分分钟爆掉。即使是液压伺服控制,也要考虑主动或是被动柔顺的控制。

  个人觉得落地后的平衡相比于 walk 或是 run 的平衡相对简单,若是能将 walk 或是 run 过程中的平衡控制好,也许落地后的平衡相对较为容易,但是在跳跃之后与地面接触时的力控制就变成了难点。

  在空中的时间设计尤为重要,若是时间较短,Atlas 完不成空翻动作;若是时间较长,Atlas 需要不停地调整姿态,以在接触地面前做好平衡的动作。

  当然整个过程没有那么简单,下面给出参考文献,有兴趣的朋友可以精读下面的内容(Spring Handbook of Robotics 的 P1206-1263)。

  内容实在是太多,不可能通过一篇文章解释清楚,所以只给出了大概的解释和内容,起到抛砖引玉的效果。

  

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