机器狗的奔跑速度再上新台阶。
近日,浙江大学杭州国际科创中心人形机器人创新研究院 (以下简称“科创中心”)携手镜识科技与凯尔达,共同发布了其最新研发的四足机器人“黑豹2.0”。
据公开平台显示,科创中心成立于 2019 年 2 月 28 日,是新时代浙江大学和杭州市全面深化市校战略合作共建的重大科技创新平台。
此次发布的“黑豹 2.0”形似“机器猛兽”,整体重量为38kg、站立高度0.63m,身披科技感十足的“战甲”,俨然一副短跑健将的气势。据研发团队介绍,“黑豹2.0”是目前世界上跑得最快的四足机器人,速度可达到10米/秒。
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科创中心人形机器人创新研究院的金永斌研究员介绍了黑豹2.0的研发过程,团队通过动力学原理,结合黑豹、跳鼠等自然动物的运动特征,提升了机器人的强度、韧度、力度等多方面性能,实现了小身躯与大能量的共存。
黑豹2.0的“快”源于团队对机器人动力学的突破,金永斌研究员还指出,首先是要实现黑豹的四条腿不再“孤军奋战”,充分利用惠更斯耦合摆原理,让它的四足协调成统一的步态,形成一股合力达成高速冲刺。
另外,为了打破机器狗在高速奔跑时小腿易折断的魔咒,团队研发了“仿跳鼠碳纤维小腿”。这种小腿在重量仅提升16%的情况下,刚度却提升了135%,从而大大增强了机器狗的耐用性和稳定性。同时,团队还仿照猎豹的利爪,为“黑豹2.0”定制了特殊的“跑鞋”,使其抓地性能提升了200%,让黑豹做到每一步快如闪电却又稳如泰山。
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尽管足式机器人在技术上已取得显著进步,但与动物相比,在速度方面仍存在较大差距。科创中心人形机器人创新研究院院长王宏涛教授指出,这一差距源于动物拥有长期学习积累的经验,而足式机器人每步行动均需重新学习。因此,王教授提出采用人工智能的办法,对以往的经验进行深度学习,这样在遇到具体情况时才能“条件反射”式地做出步态调整。
在研发黑豹2.0的过程中,王宏涛教授揭示了黑豹2.0研发过程中的两大突破性成就。首先,形成了机器人正向设计的优化软件,可以服务于各类型的机器人设计工作,大规模节约机器人研发过程中的时间和成本。其次,团队在高功率密度电机驱动器领域取得国际领先成果,该驱动器具备高载荷能力,为工业四足机器人的未来发展奠定了坚实基础。“通过软件与元器件结合,我们仅花费三个月,就形成了原型样机,已经能够媲美目前世界上最先进的四足机器人。”王宏涛教授说。
王宏涛教授还强调,速度之外,更重要的是探索机器人性能边界。研发团队旨在深入理解机器人与生物间的差距,力求在机动性上追赶乃至超越生物,朝着性能更优、速度更快、能力更强的目标不断迈进。未来,他们将继续深化这一领域的研究,推动机器人技术实现新的飞跃。
据悉,接下来,研究团队将进一步理解机器人和生物之间的差距,实现追赶、甚至是超越生物机动性。
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