前哨

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提起四足机器人,波士顿动力公司是必须要关注的机构。30多年来,这家公司一直在移动机器人尤其是四足机器人领域深入探索,取得了非常多的突破。他们家的机器人视频在社交媒体上播放量绝对是名列前茅,也让很多人在震惊之余有了机器人要替代乃至控制人类的恐慌。

不过,这家公司一直没有真正盈利过,基本上靠着美国军方和其他机构的研究经费支持。最近几年更是三易其手,先是被谷歌收购,后来又被孙正义的软银集团接手,再之后,手头非常紧的孙正义又以8.8亿美元的价格把波士顿动力卖给了韩国现代集团。

最近,韩国现代集团将其改组成波士顿动力机器人研究所,由公司的创始人马克·雷伯特(Mark Raibert)继续领导。现代集团继续投入4亿美元,重组之后的波士顿动力机器人研究所,会在认知人工智能、运动人工智能、有机硬件设计、道德与政策等四个领域开展研究。

跟谷歌和孙正义的软银集团不同,韩国现代集团旗下产业众多,可以用到机器人的地方应该很多。不过,从目前的这个改变来看,现代也没什么太好的办法把波士顿动力的技术变现。

最终还是得回到之前的路子上,老老实实做一家研究型机构。虽然他们的机器人应用场景还不够多,技术实力却依旧顶尖,每每总能做出让人震惊的产品。

令人印象深刻的四足机器人

目前,移动机器人可以简单分为轮式、履带式和腿式三种,与前两种不同,腿式机器人能够适应更为复杂的地形环境,也应该可以完成更复杂的任务,所以,很早就有机构开始做这方面的研究了。

如果一定要向前追溯,上个世纪初期就有人在做四足机器人的尝试了。但是真正算得上革命性突破的,还是波士顿动力的创始人马克·雷伯特(Mark Raibert)。20世纪80年代,他和MIT的团队做了一台机器,可以像单腿的袋鼠一样奔跑和跳跃。

当然,世界各国的科学家们也都没闲着,包括韩国、日本、意大利、瑞士、中国、美国等国,大家都在积极尝试,也推出了不少新的产品。不过真正出现可以进入产业应用的(当然也还不是大规模的),还是要在2010年之后。

下面介绍几个令人印象深刻的四足机器人:

1. ANYmal 2009 年,瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员开发了 ALoF的四足机器人,经过不断完善,2016年推出了ANYmal机器人,体积不大, 16 公斤重,能在崎岖地形中自主导航,包括爬楼梯和开门。

外观方面,ANYmal 类似于大狗,拥有光滑的黑色身体和四条有力的腿,每条腿都有 12 个自由度,配备了力传感器,能够灵巧地在周围环境中导航。

ANYmal由锂离子电池供电,运行时间约为 90 分钟。该机器人的设计考虑了许多潜在的应用,包括搜索和救援、危险环境检查和大面积测量。这个团队目前已经从苏黎世联邦理工独立出来,成立了专门公司, 未来希望能让ANYmal 在各种环境中与人类一起工作。

2. MIT Cheeth猎豹机器人,由麻省理工学院仿生机器人实验室开发。它的设计目的是用四条腿上快速行走,灵感来自最快的陆地动物猎豹,这个机器人可以在跑步机上以 10 英里/小时的速度运行。

猎豹由电动机驱动。电机连接到充当肌肉的弹簧系统,弹簧像肌肉一样储存能量。当猎豹需要奔跑时,电机释放弹簧中的能量,使它的腿快速移动。猎豹机器人的腿部运动类似于真正的猎豹,前腿推离地面,而后腿提供动力。

猎豹的脊椎在奔跑时也会弯曲和伸直,这有助于机器人保持平衡,脚上有传感器,可以帮助保持平衡并知道何时离开地面。Cheetah 可以在不同的表面上奔跑,包括草地、泥土和混凝土。

3. Spot 是波士顿动力公司第一个商业化的机器人。亚马逊创始人贝佐斯带着Spot机器人散步的照片,曾经让很多人惊呼。

这个机器人是由电力和液压驱动的,有防风雨的黄色外壳,可承载高达 14 公斤的有效载荷。它是专为包括楼梯在内的崎岖地形中操作而设计,并且可以垂直攀爬,如果 Spot 跌倒,它也可以自行纠正。

每台7.5万美元的价格确实不低,波士顿动力也想各种办法希望能找到更多的应用场景,比如为建筑监理公司巡视在建的各种建筑工地,也有人看到SpaceX公司曾经用Spot探测不慎衰落的火箭残骸。但是,目前看应用的范围还是很窄,也算不上一个成功的商业化探索。

4. HyQReal 是由意大利理工学院开发的四足机器人。号称是世界上力气最大的四足机器人,它曾经创下一个纪录:将一架 3300 公斤的飞机拉出超过 10 米。

HyQReal 具有定制的橡胶足部,可在地面上提供高牵引力,并由铝制防滚架和由玻璃纤维和塑料制成的皮肤保护,一个48V电池为连接到四个液压泵的四个电动机供电。该机器人有两台计算机:一台专门用于视觉,另一台用于控制。