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3月2日，騰訊正式發(fā)布首個軟硬件全自研的多模態(tài)四足機器人Max，其采用足輪融合一體式設(shè)計，有腿又有輪，不僅擁有“崎嶇路面走得穩(wěn)，平坦路面跑得快”的特長，還能雙腿站立“拜年討紅包”。Max首次實現(xiàn)了從四足到雙足的站立、移動，能完成后空翻、摔倒自恢復(fù)等高難度動作。 http://flv.bn.netease.com/67f710 ... 3e25e96286d1a3d.mp4 這也是騰訊Robotics X實驗室繼會走梅花樁的機器狗Jamoca和自平衡自行車之后又一科研進展。未來機器狗將有望在機器人巡邏、安保、救援等領(lǐng)域發(fā)揮作用。 騰訊表示實驗室在努力提升機器人的多模態(tài)移動能力，能夠根據(jù)需要自如地切換形態(tài)，以此完成更復(fù)雜的任務(wù)，目前已有多種足輪融合的技術(shù)方案面世。 騰訊機器狗Max采用了騰訊Robotics X實驗室自研的足輪融合方案，融合了足式與輪式運動模態(tài)。從硬件上的機械和電路設(shè)計，到軟件上的系統(tǒng)框架和控制算法創(chuàng)新，使得Max既有腿、又有輪，可以靈活切換，并有較好的平衡能力，在崎嶇路面走得穩(wěn)，在平坦路面跑得快，更契合人類社會的現(xiàn)實環(huán)境。 在本體設(shè)計上，傳統(tǒng)的足輪融合方案是在足底增加額外的輪轂電機，該方案使得足式機器人的腿變得“笨重”，行走起來不夠順暢，靈活性也會有所降低。 為了解決這一難題，騰訊Robotics X實驗室提出了一種離合式足輪一體化機構(gòu)設(shè)計方案，通過增加一個質(zhì)量僅約20g的微型直線電機，使得膝關(guān)節(jié)電機可同時作為足式和輪式運動的驅(qū)動源，在基本不增加腿部慣量的同時，實現(xiàn)了機器狗的足輪多模態(tài)運動。同時，該設(shè)計方案使得Max在輪式運動下的能耗相比傳統(tǒng)的足輪融合方案降低了約50%。 騰訊Robotics X實驗室還設(shè)計了一種特殊的輪式結(jié)構(gòu)，將機器狗輪式運動的速度提升數(shù)倍，最高可達25公里/小時。 依托于騰訊自研的軟硬件系統(tǒng)框架，機器狗Max擁有敏銳的“神經(jīng)系統(tǒng)”，實現(xiàn)了亞毫秒級力控，大大降低了軟硬件系統(tǒng)延遲，讓它面對外界的響應(yīng)能力得到提升，反應(yīng)更快。 在運動規(guī)劃與控制算法上，Max擁有了更發(fā)達的“小腦”。不僅能得心應(yīng)手地完成足式移動、后空翻等常規(guī)動作，還首次實現(xiàn)了四足到雙輪站立的炫酷演示，在站立后甚至能使用前腿進行簡單地操作任務(wù)，如抱球、按按鈕，甚至還能“討紅包”。 針對足式運動，Max基于自研的魯棒控制算法，平均計算耗時小于0.3ms，擁有摔倒自行恢復(fù)的技能，即使遭受大沖擊摔倒，也能自行恢復(fù)正常運行狀態(tài)。 針對輪式運動，Max綜合了NLMPC（Nonlinear Model Predictive Control，非線性模型預(yù)測控制）算法、QP（Quadratic Programming）優(yōu)化、柔順控制算法，完成了從趴地狀態(tài)到雙輪站立的起擺、平衡抗擾、落地控制。 相比于目前市面上僅使用雙輪完成平衡的移動設(shè)備，Max擁有多個關(guān)節(jié)，不僅在控制難度上更具挑戰(zhàn)性，在站立后的演示場景上更具多樣性。雙輪站立“解放”了四足機器人的前腿，擴展了其操作空間。 |
