10米/秒！全球跑得最快的“四足机器人”首秀
1月13日，浙江大学杭州国际科创中心（简称科创中心）人形机器人创新研究院联合镜识科技有限公司、杭州凯达尔焊接机器人股份有限公司研发的四足机器人“黑豹2.0”正式发布——它形似“机器猛兽”，整体重量为38kg、站立高度0.63m。据介绍，这是世界上跑得最快的“四足机器人”，速度可达到10米/秒。
在研发团队看来，快，不只是速度，更重要(yào)的(de)是(shì)探(tàn)索(suǒ)机(jī)器(qì)人(rén)性(xìng)能(néng)边(biān)界(jiè)的(de)方(fāng)式(shì)。“我(wǒ)们(men)当(dāng)前(qián)的(de)研(yán)究(jiū)重(zhòng)点(diǎn)在(zài)于(yú)提(tí)升(shēng)机(jī)器(qì)人(rén)性(xìng)能(néng)的(de)极(jí)限(xiàn)，让(ràng)机(jī)器(qì)人(rén)能(néng)够(gòu)真(zhēn)正(zhèng)达(dá)到(dào)甚(shén)至(zhì)赶(gǎn)超(chāo)生(shēng)物(wù)的(de)运(yùn)动(dòng)能(néng)力(lì)。”科(kē)创(chuàng)中(zhōng)心(xīn)人(rén)形(xíng)机器人创新研(yán)究(jiū)院(yuàn)金(jīn)永(yǒng)斌(bīn)研(yán)究(jiū)员(yuán)介(jiè)绍(shào)，中(zhōng)(zhōng)心(xīn)(xīn)研(yán)(yán)发(fā)(fā)的(de)(de)黑(hēi)(hēi)豹(bào)(bào)2.0速(sù)(sù)度(dù)(dù)指(zhǐ)(zhǐ)标(biāo)(biāo)打(dǎ)(dǎ)破(pò)(pò)了(le)(le)四(sì)(sì)足(zú)(zú)机(jī)(jī)器(qì)(qì)人(rén)奔(bēn)跑(pǎo)速(sù)度(dù)的(de)世(shì)界(jiè)纪(jì)录(lù)，这(zhè)要(yào)得(de)益(yì)于(yú)团(tuán)队(duì)对(duì)机(jī)器(qì)人(rén)动(dòng)力(lì)学(xué)系(xì)统(tǒng)更(gèng)深(shēn)入(rù)的(de)理(lǐ)解(jiě)以(yǐ)及(jí)所(suǒ)研(yán)发(fā)的(de)高(gāo)功(gōng)率(lǜ)电(diàn)机(jī)驱(qū)动(dòng)器(qì)。
首(shǒu)先(xiān)是(shì)要(yào)实(shí)现机器人的四条腿不再“孤军奋战”，他们充分利用惠更斯耦合摆原理，让它的四足协调成统一的步态，形成一股合力达成高速冲刺；其次，为进一步降低高速奔跑时机器人冲击瞬间的地面作用力、减少运动能耗，他们(men)巧(qiǎo)妙(miào)地使用弹簧安装在黑豹2.0的膝关节作为缓冲器；为进一步打破该机器人的第一代6米/秒奔跑时小腿必然折断的魔咒，他们又研发了“仿跳鼠碳纤维小腿”，做到了在重量仅提升16%的代价下刚度提升135%；最后，他们还仿照猎豹的利爪，给黑豹2.0定制了特殊(shū)的“跑鞋”，使其抓(zhuā)地(de)性(xìng)能(néng)提(tí)升(shēng)200%，让(ràng)机(jī)器(qì)人(rén)做(zuò)到(dào)每(měi)一(yī)步(bù)快(kuài)如(rú)闪(shǎn)电(diàn)却(què)又(yòu)稳(wěn)如(rú)泰(tài)山(shān)。
当(dāng)前(qián)的(de)足(zú)式(shì)机(jī)器(qì)人(rén)已(yǐ)经(jīng)取(qǔ)得(de)了(le)长(zhǎng)足(zú)的(de)进(jìn)步(bù)，但(dàn)是(shì)速(sù)度(dù)跟(gēn)动(dòng)物(wù)相(xiāng)比(bǐ)，仍(réng)然(rán)存(cún)在(zài)不(bù)小(xiǎo)的(de)差(chà)距(jù)，为(wèi)什(shén)么(me)会(huì)有(yǒu)这(zhè)样(yàng)的(de)现(xiàn)象(xiàng)？科(kē)创(chuàng)中(zhōng)心(xīn)人(rén)形(xíng)机(jī)器(qì)人(rén)创(chuàng)新(xīn)研(yán)究(jiū)院(yuàn)院(yuàn)长(zhǎng)王(wáng)宏(hóng)涛(tāo)教(jiào)授(shòu)解(jiě)释(shì)，关键在(zài)于(yú)两(liǎng)个(gè)方(fāng)面(miàn)：第(dì)一(yī)点(diǎn)在(zài)控(kòng)制(zhì)方(fāng)面(miàn)，动(dòng)物(wù)具(jù)有(yǒu)长(zhǎng)期(qī)学(xué)习(xí)所(suǒ)形(xíng)成(chéng)的(de)经(jīng)验(yàn)，但(dàn)是(shì)人(rén)类(lèi)研(yán)发(fā)的(de)足(zú)式(shì)机(jī)器(qì)人(rén)每(měi)一(yī)步(bù)都(dōu)要(yào)重(zhòng)新(xīn)学(xué)习(xí)。所(suǒ)以(yǐ)必(bì)须(xū)采用(yòng)人(rén)工(gōng)智(zhì)能(néng)的(de)办(bàn)法(fǎ)，对(duì)以(yǐ)往(wǎng)的(de)经(jīng)验(yàn)进(jìn)行(xíng)深(shēn)度(dù)学(xué)习(xí)，这(zhè)样(yàng)在(zài)遇(yù)到(dào)具(jù)体(tǐ)情(qíng)况(kuàng)时(shí)才(cái)能(néng)“条(tiáo)件(jiàn)反(fǎn)射(shè)式(shì)”地(de)做(zuò)出(chū)步(bù)态(tài)调(diào)整(zhěng)。
王(wáng)宏(hóng)涛(tāo)指(zhǐ)出(chū)，在(zài)研(yán)发(fā)黑(hēi)豹(bào)2.0的(de)过(guò)程(chéng)中(zhōng)，团(tuán)队(duì)实(shí)现(xiàn)了(le)两(liǎng)大(dà)颠(diān)覆(fù)性(xìng)突(tū)破(pò)，一(yī)是(shì)形(xíng)成(chéng)了(le)机(jī)器(qì)人(rén)正(zhèng)向(xiàng)设(shè)计(jì)的(de)优(yōu)化(huà)软(ruǎn)件(jiàn)，可(kě)以(yǐ)服(fú)务(wu)于(yú)各(gè)类(lèi)型(xíng)的(de)机(jī)器(qì)人(rén)设(shè)计(jì)工(gōng)作(zuò)，大(dà)规(guī)模(mó)节(jié)约(yuē)机(jī)器(qì)人(rén)研(yán)发(fā)过(guò)程(chéng)中(zhōng)的(de)时(shí)间(jiān)和(hé)成(chéng)本(běn)；二(èr)是(shì)高(gāo)功(gōng)率(lǜ)密(mì)度(dù)的(de)电(diàn)机(jī)驱(qū)动(dòng)器(qì)研(yán)发(fā)获(huò)得(de)成(chéng)功(gōng)，目(mù)前(qián)，团(tuán)队(duì)设(shè)计(jì)出(chū)了(le)国(guó)际(jì)领(lǐng)先(xiān)的(de)高(gāo)功(gōng)率(lǜ)密(mì)度(dù)、高(gāo)载(zài)荷(hé)能(néng)力的电机驱动器，为下一代工业四足机器人的研发奠定了坚实的基础。“通过软件与元器件结合，我们花费三个月，就形成了原型样机，已经能够媲美目前世界上领先的四足机器人。”他说。
据了解，研究团队将进一步理解机器人和生物之间的差距，实现追赶甚(shén)至(zhì)是(shì)超(chāo)越(yuè)生(shēng)物(wù)机(jī)动(dòng)性(xìng)的(de)目(mù)标(biāo)进(jìn)发(fā)。