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腾讯轮腿式机器人来了:能上下楼梯可空翻 还能给你递咖啡

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(原标题:腾讯轮腿式机器人来了:能上下楼梯可空翻 还能给你递咖啡)


继自平衡自行车、机器狗Jamoca和Max之后,腾讯Robotics X实验室又迎来一个新型机器人——Ollie(奥利)。

Ollie是一个轮腿式机器人(wheel-legged robot),兼具轮式结构和腿部能力。依靠轮式结构,Ollie可以快速移动,而腿部能力则让Ollie可适应不平地面,完成跳跃台阶、360度空翻等高难度动作。

在日前举办的ICRA 2021上,腾讯AI Lab及Robotics X实验室主任张正友对外介绍了Robotics X实验室在机器人移动研究领域的布局与进展,并首次分享了Ollie的技术细节。

据张正友介绍,Ollie出色的运动能力背后,源于腾讯Robotics X实验室的最新研究进展:非线性控制技术、全身动力学控制和轨迹规划。

非线性控制技术让机器人具备良好的平衡能力,此前实验室研发的自平衡自行车已应用同类技术,在静止及行进状态下均保持平衡不倒。

针对轮腿式机器人的形态和特点,实验室研发团队适应性地应用非线性控制方法,使机器人Ollie在大角度倾斜时也具有良好的平衡能力和鲁棒性(Robust音译,指在异常和危险情况下系统生存的能力)。

全身动力学控制则像给Ollie装上了发达的“小脑”,其采用最优化方法求得各关节力矩来实现全身姿态调整,不仅能让它实现更有挑战的运动,并在面对突如其来的巨大冲击如在空翻落地和遇到碰撞时,Ollie能顺利抵抗外界干扰,保持平衡。

除了平衡能力之外,Ollie还拥有轨迹规划能力。在完成高难度动作时,Ollie要动用自己的“大脑”提前“想好”运动轨迹,即如何应用自身的形态和结构特点,最大程度地发挥关节电机性能来实现目标运动。

Ollie以全身动力学模型为基础,将整个跳跃或空翻过程分解为起跳、飞行、落地三个阶段,通过优化手段得到完成整个运动的关节电机位置、速度和关节力矩的参考值序列。

所以,最低身高只有35厘米的Ollie,可以跳上40厘米的台阶,竖直起跳高度最高可达60厘米,甚至能轻松完成360度空翻挑战;在平地上时,Ollie更像是一个“不倒翁”,能抗住各种“突发”状况。

张正友称,腾讯Robotics X实验室主攻移动、灵巧操作和智能体三大机器人核心通用技术的研究与应用。

其中,移动能力被认为是机器人最核心、也是最基本的能力之一。腾讯Robotics X实验室的移动技术框架包含机械设计、感知、运动规划及控制,以及融合这三者的整机系统设计与搭建等四大模块,他们分别可理解为机器人的躯干、眼睛、大脑,以及各“器官”协调的能力。

Ollie超强的“轮滑”、“空翻”能力就来源于这些器官协调后的结果。目前Ollie还处于研发阶段,腾讯Robotics X实验室将基于轮腿式机器人平台的机动性特点,拓展平台上感知、负载等各功能模块搭建,让机器人具备更成熟、更丰富的能力。

比如,本次团队尝试探索了Ollie的负载能力,两轮、三轮可以随意切换,再加上一个机械臂,让它能够平稳地端起一杯咖啡,通过轮式移动递给远处的客人。

张正友表示,未来,腾讯 Robotics X实验室还将在机器人行业做全方位、多领域的探索,向人机共存、共创、共赢的未来不断迈进。

(文章来源:21世纪经济报道)

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