機(jī)器人可能很快就能體驗到類似的功能

在人群擁擠的地方散步時，人們通常不會考慮我們?nèi)绾伪苊馀龅奖舜恕Ｎ覀兊哪康氖鞘褂靡幌盗袕?fù)雜的技能來執(zhí)行這些看似簡單的動作。

現(xiàn)在，感謝德克薩斯大學(xué)奧斯汀分?？瓶死谞柟こ虒W(xué)院的研究人員，機(jī)器人可能很快就能體驗到類似的功能。航空航天工程與工程力學(xué)系副教授Luis Sentis和他的人體中心機(jī)器人實驗室團(tuán)隊成功地展示了一種在人造機(jī)器人中實現(xiàn)人類平衡的新方法。

他們的方法對從緊急響應(yīng)，防御到娛樂等所有事物中使用的機(jī)器人都有影響。該團(tuán)隊將于本周在2018年智能機(jī)器人和系統(tǒng)國際會議(IROS2018)上展示他們的工作，這是機(jī)器人領(lǐng)域的旗艦會議。

通過將關(guān)鍵的人體動態(tài)技能維持全身平衡轉(zhuǎn)換為數(shù)學(xué)方程式，該團(tuán)隊能夠使用數(shù)值公式對他們的機(jī)器人Mercury進(jìn)行編程，這是在六年的時間內(nèi)建造和測試的。他們計算了一般人失去一個平衡所需的誤差幅度，并且當(dāng)走路成為一個簡單的數(shù)字 - 2厘米時，他們會失敗。

“從本質(zhì)上講，我們已經(jīng)開發(fā)出一種技術(shù)來教導(dǎo)自主機(jī)器人如何在意外擊中時保持平衡，或者在沒有警告的情況下施加力量，”Sentis說。“這是我們在人群中經(jīng)常使用的一種特別有價值的技能。”

Sentis表示他們的技術(shù)已經(jīng)成功地動態(tài)平衡了兩個沒有腳踝控制和全人形機(jī)器人的兩足動物。

對于沒有腳踝控制的機(jī)器人來說，動態(tài)的人體運動要比配備有驅(qū)動或關(guān)節(jié)腳的機(jī)器人更難實現(xiàn)。因此，UT奧斯汀團(tuán)隊使用了一種高效的全身控制器，該控制器通過集成接觸一致的旋轉(zhuǎn)器(或扭矩)而開發(fā)，該旋轉(zhuǎn)器可以有效地發(fā)送和接收數(shù)據(jù)，以通知機(jī)器人關(guān)于碰撞的最佳可能移動。他們還應(yīng)用了一種數(shù)學(xué)技術(shù) - 通常用于三維動畫，以通過動畫角色(稱為反向運動學(xué))以及低級電機(jī)位置控制器實現(xiàn)逼真的動作。

水星可能是根據(jù)其創(chuàng)造者的特定需求量身定制的，但從理論上講，在我們對人類運動的理解中支撐這種技術(shù)的基本方程普遍適用于任何類似的人工智能(AI)和機(jī)器人研究。

像在Sentis實驗室中開發(fā)的所有機(jī)器人一樣，兩足動物是擬人化的 - 設(shè)計模仿人類的運動和特征。

“我們選擇在我們的實驗室中模仿人體運動和身體形態(tài)，因為我相信人工智能設(shè)計與人類相似，這使得技術(shù)更加熟悉，”Sentis說。“反過來，這將使我們對機(jī)器人行為更加滿意，我們越能聯(lián)系起來，就越容易認(rèn)識到人工智能有多大潛力可以改善我們的生活。”

該研究由海軍研究辦公室和UT與Apptronik Systems合作資助，該公司是Sentis的聯(lián)合創(chuàng)始人。