人形机器人渲染。功劳:奇诺利等人创造能够进行杂技动作的机器人，如翻转或旋转跳跃，可能极具挑战性。事实上，这些机器人通常需要复杂的硬件设计、运动规划器和控制算法。麻省理工学院(MIT)和麻省大学阿姆赫斯特分校的研究人员最近设计了一种新的人形机器人，该机器人由执行器感知的kino-dynamic运动规划器和landin g控制器支持。这一设计发表在arXiv上的一篇论文中，可以让人形机器人进行后空翻和其他杂技动作。
“在这项工作中，我们试图提出一种逼真的控制算法，让一个真正的人形机器人执行杂技行为，如后/前/侧翻、旋转跳跃和跳过障碍物，”开发机器人软件和控制器的研究人员之一金东云告诉TechXplore。“为了做到这一点，我们首先通过实验确定了致动器的性能，然后说明了我们运动规划器的主要局限性。”
为了执行高度动态的行为，机器人通常需要有效地利用执行器。然而，大多数现有的机器人设计没有完全解决与硬件相关的挑战和方面，例如在高扭矩/速度运动期间可能出现的电压下降。
Kim和他的同事开发了一种新方法，可以在运动规划和控制过程中处理与高动态机器人行为相关的约束。结合他们提出的人形机器人设计，这种方法可以实现更动态的动作，例如杂技。
“我们开发的新人形机器人和过去开发的其他人形机器人之间最显著的区别将是执行器，”金说。“致动器技术得到了极大的改进，我们展示了四足机器人、麻省理工学院猎豹1、2、3和迷你猎豹机器人的出色性能。以高度可反向驱动、快速精确的扭矩控制以及紧凑坚固的外形为代表的相同致动器技术将用于新型人形机器人。”
与过去开发的其他人形机器人形成对比的是，由团队中的一名研究人员设计的新机器人，名为金相培，其动态性和效率极高。这将使它能够完成更加艰巨和复杂的任务。
“对机器人来说，执行动态运动具有挑战性，因为它们的操作员必须首先了解硬件和软件之间的相关性，”金东云说。“在这项工作中，我们试图根据在机器人硬件上积累的经验和知识，在我们的控制算法中解决动态运动的关键硬件限制。”
Kim和他的同事已经在现实模拟中测试了他们的机器人设计、运动规划和着陆控制器。他们的发现非常有希望，因为它们表明麻省理工学院的人形机器人应该能够执行各种杂技行为，包括后空翻、前空翻和旋转跳跃。
未来，麻省理工学院的人形机器人可能会被证明在完成各种复杂任务时非常高效。同时，研究人员计划在真实场景中测试他们的设计、运动规划和控制算法。
“我们现在将在真实机器人中测试开发的控制算法，并继续推进腿式机器人的动态能力，”Kim说。“我们还计划在我们的控制算法中加入感知系统，让机器人更有能力应对外部环境的变化。”
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