從機器人技術(shù)研究之初,人們就追求創(chuàng )造出深入人類(lèi)社會(huì )的智能機器,而仿生機器人在很多方面都接近或超越了人類(lèi)的能力,它們可以更有效地執行危險、精密或高強度的任務(wù),可對社會(huì )生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。因此,針對仿生機器人的研究也與日俱增。
近年來(lái),眾多高校運用凌云光·元客視界智能體位姿追蹤系統進(jìn)行仿生機器人驗證實(shí)驗,搭建仿生機器人落地前的最后一個(gè)研究基地,為仿生機器人領(lǐng)域取得了許多重大進(jìn)展。
北理工仿生機器鼠SQuRo
智能體位姿追蹤系統
北京理工大學(xué)教授及其帶領(lǐng)的仿生機器人團隊以四足動(dòng)物為仿生對象,設計研發(fā)了一款四足機器人——機器大鼠SQuRo。
/ 仿生大鼠SQuRo
在研發(fā)過(guò)程中,團隊運用凌云光·元客視界智能體追蹤解決方案對機器鼠的俯仰角、彎曲角、彎曲距離等動(dòng)作姿態(tài)數據進(jìn)行分析,以量化指標評估機器鼠性能。
運動(dòng)姿態(tài)與性能分析
凌云光·元客視界方案工程師搭建了2mx2m的動(dòng)作捕捉空間,對機器鼠的頭部、背部、腿部、尾部等重要測試部位進(jìn)行追蹤。
由于機器鼠尺寸細小且自重很輕,凌云光·元客視界提供了定制的3mm標記點(diǎn),針對細小的結構精準獲取機器鼠的運動(dòng)姿態(tài)信息。
仿生機器鼠-真實(shí)大鼠
為了獲取真實(shí)的動(dòng)物行為反饋和決策制定過(guò)程,團隊將機器鼠放入真實(shí)大鼠社會(huì ),并利用模仿學(xué)習(IL)的運動(dòng)生成策略進(jìn)行實(shí)驗:
將兩只大鼠放置于動(dòng)作捕捉空間內,大鼠關(guān)節關(guān)鍵節點(diǎn)粘貼小型標記點(diǎn),利用動(dòng)作捕捉系統,分兩組各采集20萬(wàn)幀大鼠交互數據作為訓練集和驗證集,用于在交互仿真系統中評估算法。
中科大象鼻軟體機器人開(kāi)發(fā)
智能體位姿追蹤系統
由于日常任務(wù)的復雜性和不確定性,傳統的剛性機器人需要添加復雜的感知、規劃和控制系統。
中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)計算機科學(xué)與技術(shù)學(xué)院科研團隊受象鼻啟發(fā),利用軟體機器人手臂本體柔順性,運用凌云光·元客視界智能體追蹤解決方案,開(kāi)發(fā)了采用蜂巢氣動(dòng)網(wǎng)狀結構(HPN)的機械臂,為機器人走進(jìn)日常應用帶來(lái)新的可能。
/ 軟體機械臂完成日常任務(wù)
機械臂結構性能分析
為了實(shí)現高效、迅速響應的運動(dòng)控制,研究人員提出一種分層控制系統,包括底層運動(dòng)控制器、上層行為控制器以及頂層行為規劃器,并設計了驗證實(shí)驗:
/ 分層控制系統驗證實(shí)驗架構
由于場(chǎng)地大小受限,標準鏡頭無(wú)法實(shí)現目標區域全域覆蓋,實(shí)驗采用廣角鏡頭方案。研究人員利用光學(xué)動(dòng)捕系統獲取機械臂末端與把手的相對位姿,引導機械臂末端夾爪到達該區域抓住把手,執行相應任務(wù)。
通過(guò)實(shí)驗結果可以看出,即使沒(méi)有力傳感器和準確的環(huán)境模型,這個(gè)采用分層控制系統的軟體機械臂結構也可以完成開(kāi)門(mén)、拉抽屜等日常生活環(huán)境中不同難度的交互任務(wù)。
哈工大水黽機器人研究
智能體位姿追蹤系統
元客視界為哈爾濱工業(yè)大學(xué)實(shí)驗室水池場(chǎng)地空間搭建了12臺Swift30運動(dòng)捕捉相機,可精確穩定地捕捉水面上仿生機器人關(guān)節運動(dòng)信息。
由于機器人關(guān)節連桿較細,因此采用5mm標記點(diǎn)。調整腿部長(cháng)度、角度等參數后,利用動(dòng)捕系統采集機器人跳躍高度、距離和著(zhù)陸角度數據。
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