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一部關(guān)于DARPA機器人挑戰(zhàn)賽的著名病毒視頻顯示各種類人機器人笨拙地倒下。雙足運動相當(dāng)不穩(wěn)定,這不僅是機器人試圖完成其任務(wù)的問題,而且還因為墜落會損壞非常昂貴的機器。
全球的機器人專家正在以無數(shù)種方式解決這個問題。雖然有些人希望在機器人失去平衡后添加一系列糾正措施,就像一個人在絆倒后磕磕絆絆,Kris Hauser希望機器人能夠利用他們周圍的環(huán)境。
“如果一個人被推向墻壁或鐵軌,他們將能夠利用那個表面保持自己的雙手直立。我們希望機器人能夠做同樣的事情,”Kris Hauser說道,他是副教授。杜克大學(xué)的電氣和計算機工程以及機械工程和材料科學(xué)。“我們相信,我們是唯一一個致力于讓機器人動態(tài)選擇放置手以防止墜落的研究小組。”
雖然這些決定和行動對我們來說是第二天性,但將它們編程成機器人的反應(yīng)似乎很難。為簡化流程并節(jié)省計算時間,Hauser將軟件編程為僅關(guān)注機器人的髖關(guān)節(jié)和肩關(guān)節(jié)。
只要機器人在跌落時沒有扭曲,這只會產(chǎn)生穩(wěn)定算法必須考慮的三個角度 - 腳到臀部,臀部到肩膀,肩膀到手。機器人必須識別到達范圍內(nèi)的附近表面,然后快速計算角度的最佳組合以捕獲自身。最終解決方案可以最大限度地減少機器人手接觸時的沖擊力,同時最大限度地減少手或腳滑動的可能性。該算法采用最佳猜測,然后使用稱為直接射擊的方法逐步優(yōu)化它。
在當(dāng)前狀態(tài)下,機器人具有關(guān)于其環(huán)境的信息,并且無法自行導(dǎo)航。但在不久的將來,Hauser計劃用自己的相機傳感器升級到更大的機器人,讓它看到周圍的環(huán)境。
“希望到今年年底,我們應(yīng)該對機器人進行實驗,實際上是在一個現(xiàn)場障礙訓(xùn)練場上工作,”Hauser說。“然后我們將試圖讓機器人動態(tài)地映射它周圍的東西,以及如何保護自己免于在任意環(huán)境中墜落的原因。”
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