随着机器人研发技术门槛逐渐降低，越来越多消费者看来十分“然并卵”机器人被发明出来——剪刀石头布百胜零败的机器人、会跳钢管舞的机器人、陪你喝酒的机器人。近日，麻省理工学院（MIT）和马萨诸塞大学阿默斯特分校的研究人员最近设计了一个新的仿人机器人，可以进行后空翻和其他杂技动作。
Credit: Chignoli et al
创建能够进行杂技动作（如翻转或旋转跳跃）的机器人具有极高的挑战性。除了硬件设计十分复杂之外，完成杂技动作这一任务对于运动规划器和控制算法设计来说也难度不小。
为了执行高动态行为，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并没有完全解决与硬件有关的难题，例如在高扭矩/高速度运动中可能出现的电压下降。
开发机器人软件和控制器的研究人员之一Donghyun Kim说道，“在这项工作中，我们试图提出现实的控制算法，使真正的仿人机器人执行杂技行为，如后/前/侧翻，旋转跳跃，以及跳过障碍物。”
为了做到这一点，Kim和他的同事开发了一种新的方法，可以在运动规划和控制期间处理与高动态机器人行为相关的约束。与他们提出的仿人机器人设计相结合，这种方法可以实现更多的动态运动，如杂技表演。
（概念图，图源网络）
这个机器人由一个执行器感知的Kino-动态运动规划器和一个着陆控制器支持。在arXiv上预先发表的一篇论文中提出的这一设计，可以使仿人机器人进行后空翻和其他杂技动作。
这一新的人形机器人与过去开发的其他人形机器人之间最明显的区别是执行器。新的执行器具有高度可逆驱动、快速准确的扭矩控制和紧凑坚固的外形尺寸。
尽管会表演杂技的机器人对于消费者来说实际用途不大，但这代表了机器人技术的一大进步。“执行动态运动对机器人来说是一种挑战，因为它们的操作者必须首先了解硬件和软件之间的关联，”Kim说，“在这项工作中，我们试图根据积累的机器人硬件经验和知识，在我们的控制算法中解决动态运动时的关键硬件限制。”
（概念图，图源网络）
在未来，麻省理工学院的仿人机器人可以证明在完成广泛的复杂任务方面具有很高的效率。同时，研究人员计划在现实世界的场景中测试他们的设计、运动规划器和控制算法。
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