当机器人可以像豹子一样奔跑,这将改变什么?

当机器人可以像豹子一样奔跑,这将改变什么?

从语音识别助理到各类飞行器的诞生,关于智能机器人的探索和应用从未停止。而在 Google 于 2013 年收购知名「机械动物」研发公司 Boston Dynamics 后,机器人的拟物化方向再次成为了行业的热点。

今天,麻省理工大学机械工程学院副教授 Sangbae Kim 在 GIF2016 极客公园创新大会「X论坛」上发表了关于仿生机器人未来的演讲。

注:以下内容根据麻省理工大学机械工程学院副教授 Sangbae Kim 在 GIF2016 极客公园创新大会「X论坛」上的演讲整理而成。

各位早上好!我非常高兴也非常荣幸来到这里,感谢极客公园的邀请。我是麻省理工机械工程学院副教授,我的专业是机器人设计,所以今天我主要谈谈未来的机器人设计这个话题。

今天我将主要为大家介绍机器人的移动性、活动性,以及在未来将会是怎么样的。

现今,我们每个人每天都会使用手机,这是非常令人赞叹的技术,我们可以发送和接收信息,这确实改变了我们生活。这样的技术下一步会进入到物理的互动,这是下一步发展的方向。

但现在的信息还不足够,我们需要更好、更多的物理互动,还有对老年人的照顾,因为现在出现了老龄化的趋势,他们需要一些实际的照护、护理,我们没有足够的人照顾长着,他们需要陪伴和照顾,这时候机器人就能够帮助了,他们能够跟老年人沟通、陪伴,和他们说“你好”,所有这些新技术确实能够让我们生活水平提得更高,发展得更好。

谈到活动性,现在我们使用车轮已经司空见惯了,但是我们应该看到动物的腿它有多大能力。这是一个非常有趣的机器人,它能够很稳定的移动,但是这个坡面必须非常的宽,我两腿之间站立可能就20厘米,它就限定我的这个活动范围,因为人类有腿,他能够充分利用四肢进行移动,这就是我们讲的在未来可以仿生机器人的设计。

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尽管人可以像我们这里边展示的动物,它可以一小时飞快的奔跑,但是我们在设计机器人的时候是不一样的,我们要考虑很多因素,它的响应和一些问题需要我们面对。动物使用的是肌肉和大脑,我们有电机电脑来模拟这些动物的大脑和肌肉,但我们又不知道动物的肌肉是如何运动的。同时,我们还要把这些部件实现有机的组合,重点是我们要了解这些原则,我们要了解奔跑的原理、原则是什么,然后才有可能设计出有创意的机器人。

肢体的活动性是仿生机器人的未来?

谈一下机器人,这是一种移动最先进的机器人,不可思议,人类的能力可以精确的、重复的、强大的,效率也是非常高的。比如举升提升这样一个动作,可以看到拿这个窗户,5个人拿才可以很轻松,但用机器人单一物体就可以实现这样的动作,它并没有动态化的物理的互动,它只是机械的搬运,它就是一种位置的控制。

这种机器非常的笨重,而且都是机器来做精准的工作,比如把一些材料放到正确的位置上,但是机器本身没有判断能力,比如说不能像人一样可以握手或者抖肩,这种互动都没有体现在机器人身上,我跟大家讲一下为什么是这种情况。

这是去年的比赛,可以看到这些机器人都是非常智能的,但是这个机器本身设计的不够适应环境,可以看到可以跳、可以蹲下来,但是这些机器人非常笨重,没有办法根据环境进行调节,机器人它没有办法调配自己的身体,几乎是同一个姿势摔了很多次。这样的技术在很多工程中使用,但是是非常僵硬,需要很多动作控制。

就好像这个动作是人体很容易完成的动作,但是机器人没有这种动态的平衡感,它是非常笨重的体现,你走出这个门的时候,这个门是打开的,如果你要开一个门不能使劲儿推它,因为力量会作用到你身上,我们需要的是动态的力量,因为我们学会动态平衡,但是机器人做不了。所以研究中要考虑。

什么是符合要求的机器人设计?

现在的机器人技术分成两种类型,第一种是制造型机器人,制造型机器人非常笨重,效率没有那么高,没有办法就环境进行调节。还有一种类型的机器人它可以跟环境进行很好的适应,我等一下会跟大家再讲一下,一种是斜坡传动,还有一种是我刚才讲的油压式机器人,我们要根据环境适应性进行分类。

在制造业当中,新型机器人的技术不仅是软件的更新,硬件也要跟上,这是MIT的技术,它跟环境有非常好的适应性,这是跑步,它在加速,是非常具有动态的一辆机器人,它的能力很强,它的跑步速度比我还快,它现在还没有全能的跑步。有的时候它可以跑到外面去、可以转弯跑,它前面有个传感器,可以感知到前方的障碍物,这个传感器能够感知到前方物体的存在。

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它里面的传感器很小,每小时可以跑20公里,完全使用的是高效的、高能的,它可以在室外跑,同时还可以转弯。更为重要的一点是它前方有个传感器,可以感知前方的障碍物,包括它步伐的调整,这些都是由机器实时操作完成的。这是最高的障碍物,它可以跳到1米高,但是它跳到1米高就不知道如何着陆了,这是个重要的问题,我们现在还在关注这点。

这是不同的技术,机器人的设计要有独特的方式,达到像动物或者像人一样的平衡感,通过阻抗控制法取得物理相互作用。在机器的设计中如果要考虑平衡,就要考虑它与人之间的互动,现在只是与物理世界的互动。动物的每一步都是有联系的,可以让每一步达到它的目标,可以看出动物的奔跑能力和机器奔跑能力的差别。这是60度的坡,它在追逐自己的猎物,它的跑动是根据它所在的环境实时进行调节。

接下来我再讲一下运动效率,油压式机器人并非那么高效率,这种数据是根据运输成本,这是人、动物和机器人在轴上。做相同的事情走的步伐,在运动效率上人是比较低的,机器人要高很多。MIT的这个是接近猎豹,也就是说将来有可能超过动物的效率,这可能是第一次在人类的历史上一个机器人可以通过人类的控制进行走路的功能。

这当时在MIT是很难的一个决定,有游客在我们的机器人旁边观察,我们做这样运动走路的运算也做了很长时间,大概2年前就开始了,大家对它非常感兴趣。看上去有点难看非常吓人,实际并不是的,它是非常友好的,这个机器人像小狗的形状,未来会有更多的准备。

非常感谢大家听我的介绍。谢谢!

机器猎豹Sangbae KimMITGIF 2016 演讲
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