机器人|超强平衡机器人，走钢丝、玩忍者步伐，还可以做瑜伽动作，不受干扰的那种
白交 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI
如果做这样一个动作——单腿单臂支撑式 ， 你可以维持多久？
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这个机器人就可以做很久 ， 还是不受打扰的那种 。
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任凭别人怎么晃它 ， 它都丝毫不为所动 ， 依然能够保持平衡 。
甚至 ， 还可以走钢丝 ， 玩「忍者」步伐……
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6cm宽的桥 ， 这个机器人的脚直径就有4cm 。
最近 ， 一个名为「Dynamic Legged Systems Lab」（DLS）研发了一款有着超强平衡力的机器人HyQ 。
一个90kg的机器人可以走直线 ， 做瑜伽 ， 甚至还可以在6cm宽的木条上行走 ， 这样的平衡力是如何做到的呢？
超强平衡力是如何实现的？
机器人的腿部系统能够穿过「高度受限的环境」的能力 ， 比如穿过极窄的模板 ， 很大部分取决于运动和平衡控制器的性能 。
基于此 ， 这个团队就研发了一款控制器 ， 来实现机器人的超强平衡力 。
其控制器原理发布在「Line Walking and Balancing for Legged Robots with Point Feet」这篇论文里 。 目前已被IEEE 2020收录 。
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首先 ， 设置一个仿真虚拟模型——低维虚拟模型（2-DoF） ， 它对应于摆的两个自由度 。
这样设置的目标有两个 ， 了解理想条件下平衡控制器的性能 ， 以及控制器对误测和外部干扰的敏感性 。
研究团队共设置了三个仿真测试 ， 分别是接受「恒定」的外部干扰、机器人沿着指定路径行走、「忍者」行走（The Ninja Walk） 。
然后将相同的控制器用于真实的机器人上 ， 模拟的运动模型也就映射到了机器人身上了 。
通过映射 ， 可以在摆式空间中应用控制器 ， 并将其输出转换为实际机器人的信号 。
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【机器人|超强平衡机器人，走钢丝、玩忍者步伐，还可以做瑜伽动作，不受干扰的那种】
在行走时 ， 机器人主要利用对角线脚对的转换实现平衡 。
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机器人所有的动态变换都是通过RobCoGen生成的 。
最终发现 ， 对于扭矩控制的机器人来说 ， 准确的扭矩测量是很重要的 ， 而平衡控制器会产生低扭矩指令 。
背后的团队
The Dynamic Legged Systems （DLS）实验室 ， 听到它的名字就知道 ， 它主要研发高性能、多功能的「腿部机器人」 。
这家实验室首席研究员是Claudio Semini ， 毕业于「苏黎世联邦理工学院」的电气工程和信息技术专业 ， 还是IEEE RAS机器人机制与设计技术委员会的联合创始人兼主席 。
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目前 ， 该实验室主要有五款机器人 ， 除了上述的HyQ外 ， 还有HyQReal、HyQ2Max、MiniHyQ、HyQCentaur 。
其中 ， 液压四足机器人HyQReal是他们实验室的旗舰产品 。
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它长约1.33 m ， 高90cm ， 虽然看起来挺笨重的 ， 但是能跑、能跳、还能在崎岖的地形上行走 ， 可以智能遥控 。
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