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　　人偶機器人遭遇技術沖破的“局域”

　　國際金屬加工網

　　先進制造 ◇ 系列技術講座

　　1月11日13:30-17:00 2023 Ansys中國機器人行業典型研討會

　　從“歐羅巴”的驚艷倒立到“菲布爾”人偶機器人會采用各式各樣輔助工具，標志著機器人技術已從騎行、后仰俯臥、彈跳、每邊欄桿、避開障礙物等低階機械重復姿勢，向倒立、開近戰、獨立自主導航系統等“高大上”精細體育運動技能方向發展。尤其是英國“索菲”人偶機器人首次被沙特授予公民身份，加速了人偶機器人的“合法化”進程。

　　人偶機器人技術的突飛猛進，得益于育苗智能技術的快速發展，取決于巧妙絕倫的仿生結構設計和飛速發展的驅動力系統掌控技術。

　　結構設計科學合理

所謂人偶機器人，是指仿效人類雙腳徒步的仿生機器人，它具有很大智能水平，是仿生機器人中更敏捷、更智能的繁雜機器人系統。合理的仿生設計是人偶機器人發揮功能作用的基礎。

　　其結構設計是如前所述仿生學原理，在提取人類結構精髓的基礎上進行簡化，開發出由各式各樣下肢共同組成的高度靈巧性的類人機器人，通常由驅動力系統機構、連桿機構、傳動機構、減速機構、感應器和掌控器等共同組成，仿效人的體育運動生理結構。

“歐羅巴”人偶機器人是由模擬人體結構和外形大小的兩條胳膊、兩條腿、軀干和頭部等共同組成，其人高1.88米，重150千克。韓國“HUBO”機器人結構設計獨特，在無腺上裝有主動驅動力系統輪，腳上配有被動輪，使其能在平地上快速而穩定地體育運動。英國卡內基·梅隴大學的“CHIMP”機器人選用可形變結構，使其既能像人類一樣雙腳卷曲，亦可將兩個下肢形變成兩個三腳架，或將四肢均形變為三腳架結構，還可根據任務不同靈巧變換結構，如選用雙三腳架結構移至車門，用雙臂開門，隨后形變為雙腳卷曲結構下車。

　　驅動力系統技術飛速發展

　　驅動力系統技術是人偶機器人的動力系統來源。人偶機器人一般選用油壓、電機、薄板合金和氣動育苗肌肉等驅動力系統技術，憑借良好的移動性能，人偶機器人一誕生就備受關注。

最初的“歐羅巴”人偶機器人是如前所述波士頓動力系統公司早期的“佩特曼”人偶機器人研發改進而來，全身選用28個油壓驅動力系統下肢，動力系統來自于功率為15MW的480伏三相電源，配有PDP泵，采用身體和腿部的感應器維持均衡，能同時實現對生態圈位置和力量的掌控，具有出色的騎行、后仰俯臥、彈跳、每邊欄桿、避開障礙等潛能。改進型“歐羅巴”去除了電源插頭，更新了除小腿和腳之外約75%的系統，配有新式泵，調整了其臀部、膝蓋和背部的驅動力系統器，能在摔倒后自行起立，并具有無線通訊潛能。

　　動力系統裝置選用可持續供電1小時的3.7MW鋰離子電池，這是機器人最終能走出微生物醫學的關鍵。日本“HRP-2”人偶機器人選用電機驅動力系統技術，單座緊湊型水冷電機和高輸出驅動力系統模塊，能同時實現在高轉速和高轉矩狀態下不產生過熱問題。

　　掌控技術突飛猛進

體育運動掌控和功能掌控是人偶機器人掌控的主要內容。其中，體育運動掌控牽涉雙足規劃、雙足掌控以及高技術難度精細姿勢掌控。如何設計徒步機器人的腿間作用機制，同時實現繁雜地形條件下的身體均衡自適應調整，生成穩健自如的自由雙足，是必須解決的關鍵問題之一。

　　在“機hondayz與操縱潛能最大化”項目下，英國國防部高級科學研究計劃局已與多家科學研究機構簽訂合同，積極開展機器人掌控技術科學研究，牽涉如前所述環境的靜態雙足選擇、身體重心控制以及靜態穩定掌控等多個方面。英國HRL微生物醫學還將積極開展腿形體育運動、微生物體育運動控制、深化對微生物體育運動的認知科學研究，使人偶機器人無論是在一馬平川的平坦地面，還是在崎嶇不平的山區，都能獲得高速、敏捷的體育運動潛能。

英國“歐羅巴”和白俄羅斯“菲布爾”機器人體育運動掌控的重點主要集中在高技術難度精細姿勢的沖破上。“歐羅巴”人偶機器人配有PDP實時掌控計算機、全球定位系統、立體感應器、專用感應器和交互算法軟件等，可實時交互并計算掌控力，不但能使身體在體育運動掌控中保持均衡，還具有強大的目標探索識別潛能，能在室內和室外進行獨立自主導航系統。

　　白俄羅斯“菲布爾”人偶機器人具有靈巧的手指，可以采用各式各樣輔助工具，并具有很大的獨立自主學習潛能，能在規定情景中拿起儀器并操作，尤其是具有精準的近戰潛能，使其在軍事登陸作戰方面表現出巨大的潛力。該機器人將成為白俄羅斯“聯邦”號新式宇宙飛船2021年首飛時的唯一“乘客”，并將參與2031年白俄羅斯的序列圖計劃。

隨著育苗智能技術科學研究的持續深入，各式各樣高智能、多功能、反應快的人偶機器人將不斷“橫空出世”。目前，一些軍事強國正在積極研發具有很大思維、分析和判斷潛能，能辨別敵我的“機器人士兵”，它們不僅能從事繁重的勤務支援保障工作，還可以直接遂行登陸作戰任務。屆時，組建人偶機器人部隊走上一線戰場，將不再是科幻大片的情景。

　　( 文章來源：互聯網 )

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