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史上「最酷」机器人!不仅双脚走路还能原地起飞,特斯拉都不敢这么玩...


作者|番番

来源|极果编辑部


大家还记得,8月份特斯拉发布的人形双足机器人“Tesla Bot ”吗,当时这个身高1.72米,体重56.7kg的家伙来了一段“机械舞”,极果君至今记忆犹新。


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其实,这种人形双足机器人并不算新鲜。2019年,丰田工程师就造了一个名叫“ Cue”的机器人,身高1.9米,有着类人形的手指,穿上专用篮球运动衫和短裤后,樱木花道有木有!


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这个大家伙运用了人工智能技术,看家本领就是投篮,投球时还会“曲膝下蹲”,投球命中率接近100%,超过一票专业篮球运动员。


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是不是还挺酷的。只可惜,只会投篮,没法跑两步运球。


相比之下,“老网红”波士顿动力机器人Atlas就优秀许多。不仅会基本的走路、跑步,而且还能跳跃、后空翻、一只手翻过“栏杆”,行云流水完成一整个跑酷过程!


不难看出,随着技术发展,双足机器人已经变得越来越聪明,不止模仿人类,而且...还能做到人类做不到的事情。


加州理工学院的研究人员就打造了这样一台机器人?——“Leonardo”(简称 LEO),它具有近似人类的外形,还能做出行走、奔跑、跳跃等一系列动作,关键还能飞,可谓机器人跟无人机的超级“合体”!

一切秘密,都在它的小身板上。


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与Atlas相比,LEO构造要简单些,从上往下,分别是一个圆顶形保护头盔、两只手臂、一个包含电机和电子设备的“身体”,以及两根多关节腿。身高75厘米,体重2.5公斤,四肢纤细。


虽然看似简单,但各个部分都设计精细。


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肩部安装有4个对称放置的螺旋桨,用来稳定和控制行走和飞行动作。躯干里,是电池、传感器套件等一些重要零件。


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两条腿对称,每条腿有3个伺服电机,一个在骨盆,另外两个在臀部前后,三个伺服电机共同控制腿部的运动。为了减轻重量,LEO腿部采用了碳纤维管和3D打印碳纤维增强尼龙关节。


脚上“高跟鞋”造型很特别,这也是为减轻重量而设计,同时,在站立不动的时候也能保持稳定,一举两得。另外,为了防止机器人滑倒,脚尖部分是半球形的聚氨酯橡胶,这种材料摩擦系数非常高。


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“行走模式”与“飞行模式”,是双足机器人很常见的两种移动方式,但即便优秀如Atlas,也只能实现其中一种,而LEO能在两种模式间自由切换,敏捷度一流。


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LEO是首个使用多关节腿和螺旋桨推进器来控制平衡的机器人,通过自身的机载计算机和传感器套件,实现完全自主运行。


两个并行运动控制器:分别用于行走和飞行。


走路时,依靠腿部致动器去向前移动,正常行走速度为每秒20厘米。这时,肩上的螺旋桨起到稳定作用;飞行时,受益于肩部四个螺旋桨,LEO能像无人机一样飞行,平衡性非常好。


并且,落地后还能接着行走。


要知道,这种同步使用螺旋桨推进器和腿关节,实现从“飞”到“走”的连续动作是很难的,而LEO做到了。此外,它还能根据要穿越的障碍物类型,自行选择步行还是飞行。


令人惊喜的是,除了正常行走和飞行之外,LEO还学会了一系列高难度的动作......


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得益于其混合运动的能力,研究人员发现LEO可以完成一些常规机器人难以完成的动作。


比如滑滑板。无论是动作还是技术都很专业,过障碍时,比一些初级滑板爱好者还要厉害!


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高难度走钢丝也不在话下,就是走路姿态有点魔性,像一只穿了高跟鞋的小鸡在踱步。


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它的平衡感有多好?3.8m/s的风速下也能保持稳定!


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得益于这一身绝技,未来LEO将应用广泛,地上天上皆可。


在地上,它有望代替人类从事高危工作,比如检查高压线路、粉刷高大的桥梁或其他高处、检查建筑物屋顶等;至于天上, LEO可以被打造成智能起落架,假如火星直升机搭载上它,当着陆遇见斜坡时,飞行器能保持平衡,减少故障发生。


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目前,LEO还处于研发阶段,下一步就是给它“换腿”,换一条更具刚性的机械腿。


研发团队称,目前LEO行走时是借助螺旋桨来保持平衡,能耗非常大。换腿后,腿部能分担更多的机身重量,借此来增加螺旋桨的推力,让LEO在较少依赖螺旋桨的帮助下,也能实现行走和保持平衡。


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此外,研究人员还计划为低空轨道装备一种新开发的控制算法,利用深度神经网络控制无人机的着陆,使机器人更好地了解环境,最终有望从行走、飞行、行走+飞行这三种运动方式中,自行决定从A到B的最佳方法。


未来这样类似的机器人,或许还可以用于探索星球,大家期待那一天的到来吗。

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