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荷兰研制新款机器人 可以像人一

当前栏目:新闻|发布者:阿坚|来源:自动化网|发布时间:2020-08-21 07:58:01|阅读:

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荷兰机器人可以像人类一样直立行走

据国外媒体报道,荷兰科学家最近表示,他们已经成功研制出一种新型机器人。与其他机器人不同,这个机器人可以像人类一样直立行走,无论是行走姿势还是每一步的距离都和人类差不多。

教机器人站立和行走非常复杂。步行机器人出现于20世纪70年代,其应用领域大致可分为两类。第一类来自工业机器人领域,在那里所有的活动都是按照固定的程序进行的,它的主要局限性是成本高、能耗大和灵活性不足。在基于人体行走的步行机器人设计领域,荷兰代尔夫特理工大学一直处于领先地位,其应用策略是更加灵活节能的人体行走。代尔夫特理工大学的博士生金奎大·霍伯伦首次证明了“前倾”是一种调节平衡的行为,机器人可以同时实现高能效和高稳定性。他的突破性成就在于,他首先发明了一种适当的方法来有效地测量人类行走的稳定性,因为传统观点认为“前倾”是一种不稳定的运动。接下来,他制造了一个新的机器人“Flem”,并用它来展示改进后的性能。

“Flem”由7台电机和1台平衡机组成,在多种算法的控制下保持高水平的稳定平衡。例如,“Flem”可以利用平衡机制提供的信息来稍微分开脚,以防止可能的跌倒。霍布伦说,“Flem”是世界上最先进的步行机器人,至少它是机器人类别中以人类行走为出发点的最好的一个。研究人员利用行走过程建模来创造一个行走更自然的两条腿机器人。对行走过程的深入了解将有助于人们通过改进诊断、训练和康复设备来解决许多行走困难。荷兰的代尔夫特大学正与阿姆斯特丹自由大学的运动科学家合作进行这一领域的研究。霍布伦举了一个踝关节的例子:踝关节是一种弹簧,它代表了最高的弹性水平。因此,霍布伦对弗莱姆踝关节的研究为运动科学家提供了对行走过程的更好理解。

在以前的实验中,这个机器人行走时总是会摔倒,在直立行走时会稍微前倾,并且步伐会变短。这个机器人的关键部分在于它的“大脑”,它的红外眼睛与控制电路相连,控制电路会在必要时引导它改变步态。先前的研究表明,人体内的动态控制系统包含多个层次,而肌肉和脊髓之间的相互作用主要依赖于自身,直到它需要大脑在更高层次上进行控制。这种关系可以解释为什么一些瘫痪病人在踩踏板时可以移动他们的腿,但是不能站起来行走。这也是他们研究的核心。他还指出,通过研究机器人来进一步了解人体不同部位在行走时是如何相互配合的,这将对改善人类健康起到实质性的作用。它不仅能使人们设计出更好的修复方法,还能帮助临床医学专家和患者共同努力治疗患者的脊髓等严重疾病,使他们能够恢复运动能力。

荷兰科学家表示,他们的研究目标不仅是推进机器人技术,还包括进一步了解行走力学,然后将其应用于人体修复术和假肢,甚至提高运动成绩。目前,实验室已经制造了许多不同设计的步行机器人,其中包括一个具有柔性膝盖的机器人模型,它可以精确地模拟人类的行走,其单位重量和距离的能耗与人类步行器相当。


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