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機(jī)器人像踩梅花樁一樣越障！波士頓動(dòng)力Atlas秀自主導(dǎo)航新技能

近日，IHMC（美國(guó)人類(lèi)與機(jī)器認(rèn)知研究所）公布了他們最新開(kāi)發(fā)的機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)，并應(yīng)用在了波士頓動(dòng)力的Atlas機(jī)器人上，幫助Atlas在DARPA（美國(guó)國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局機(jī)器人挑戰(zhàn)賽）中獲得了第二名。

應(yīng)用了自主導(dǎo)航系統(tǒng)的Atlas，能夠通過(guò)自主導(dǎo)航，在崎嶇的路上找到最佳的行走方案，像踩在梅花樁上一樣越過(guò)障礙，平穩(wěn)前進(jìn)。

目前，應(yīng)用了自主導(dǎo)航系統(tǒng)的Atlas在狹窄道路的自主導(dǎo)航成功率為50%，在崎嶇道路的導(dǎo)航成功率為90%。這套自主導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在了波士頓動(dòng)力的Atlas機(jī)器人和美國(guó)宇航局開(kāi)發(fā)的 Valkyrie機(jī)器人上。

一、機(jī)器人自主導(dǎo)航，靈活規(guī)劃路徑

IHMC的研究人員表示，他們通過(guò)研究動(dòng)物的腿部運(yùn)動(dòng)，分析保持穩(wěn)定的方法。通過(guò)一系列的算法研究，機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)能夠幫助機(jī)器人迅速識(shí)別道路環(huán)境，在崎嶇狹窄的路上平穩(wěn)前進(jìn)。

自主導(dǎo)航系統(tǒng)通過(guò)傳感器識(shí)別環(huán)境，創(chuàng)建環(huán)境模型，提高機(jī)器人的路徑規(guī)劃能力，靈活的應(yīng)對(duì)路徑變化，避開(kāi)障礙物。

系統(tǒng)通過(guò)算法對(duì)每一步的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析評(píng)估，找到最佳的移動(dòng)位置，通過(guò)不斷地路徑檢查進(jìn)行調(diào)優(yōu)，在遇到未感知到的障礙后，機(jī)器人還可以原路返回，從起點(diǎn)重新規(guī)劃新的行進(jìn)路線。

人形機(jī)器人的一大挑戰(zhàn)是進(jìn)行雙足行走，IHMC的機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)，能使機(jī)器人在不同地形中保持平衡，有效的處理外部干擾，在崎嶇地形完成高難度的行走挑戰(zhàn)。IHMC還將這種自主導(dǎo)航系統(tǒng)應(yīng)用到了無(wú)人地面車(chē)輛（UGV）、無(wú)人飛行器（UAV）中。

二、Atlas在機(jī)器人挑戰(zhàn)賽中獲第二

DARPA機(jī)器人挑戰(zhàn)賽，是一項(xiàng)旨在提高地面機(jī)器人應(yīng)對(duì)災(zāi)害能力的國(guó)際競(jìng)賽。IHMC在DARPA競(jìng)賽中使用了波士頓動(dòng)力的Atlas機(jī)器人，并獲得了第二名的成績(jī)。

目前，他們的研究重點(diǎn)是與美國(guó)宇航局的聯(lián)合探索項(xiàng)目，將機(jī)器人自主步伐規(guī)劃系統(tǒng)應(yīng)用在美國(guó)宇航局的人形機(jī)器人Valkyrie上，遠(yuǎn)程操作類(lèi)人機(jī)器人來(lái)完成所有的工作。

IHMC的研究人員為這種機(jī)器人系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用，設(shè)計(jì)了幾種不同的機(jī)器人下肢裝置，可以用來(lái)協(xié)助脊柱癱瘓患者行動(dòng)、增強(qiáng)健全人士運(yùn)動(dòng)力量，以及宇航員的太空站行走訓(xùn)練。

結(jié)語(yǔ)：自主導(dǎo)航機(jī)器人將有廣泛用途

雙足類(lèi)人機(jī)器人能夠更靈活的進(jìn)入各種工作環(huán)境，IHMC開(kāi)發(fā)的自主導(dǎo)航系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)器人在障礙環(huán)境中找到最佳路線，并平穩(wěn)前進(jìn)。

機(jī)器人自主導(dǎo)航系統(tǒng)的路徑規(guī)劃能力，和維持機(jī)器人平衡的能力，能夠應(yīng)用在執(zhí)行不同工作的機(jī)器人中。比如，救災(zāi)機(jī)器人和無(wú)人駕駛汽車(chē)，自主導(dǎo)航能力將在復(fù)雜的地形中發(fā)揮巨大作用。