6月3日,腾讯轮腿机器人奥利(奥利)正式亮相。
它就像一个灵活的“轮滑运动员”,可以完成跳跃、翻筋斗等高难度动作。
轮腿机器人是近年来机器人研究的前沿。
Ollie 既有轮式结构,又有腿部功能。
轮式结构移动快速高效。
腿部能力让Ollie能够适应不平坦的地面并完成跳跃等动作,达到行业领先水平。
这是腾讯Robotics X实验室的一款新机器人。
继自平衡自行车、机器狗Jamoca、麦克斯之后,奥利积累了实验室的移动控制技术,在运动规划、平衡稳定性等方面取得了关键突破,成为实验室的又一重大创新。
在近日举行的 ICRA 上,腾讯 AI 实验室和 Robotics X 实验室主任张正友·博士受邀做会议报告,介绍了机器人跳跃、翻筋斗也能轻松完成的布局和进展。
机器人要应对复杂地形,跳跃能力是必不可少的。
奥利的最低高度只有35厘米,可以跳上40厘米的台阶,垂直跳跃高度高达60厘米,甚至可以轻松完成空翻挑战。
在平地上,Ollie更像是一个“不倒翁”,可以在各种“紧急”情况下抵抗Live。
奥利的机械设计有很多神秘之处:一条腿采用并联机构,与身体形成五连杆结构,使整个结构简洁,动感十足,爆发力强; “尾巴”的独特设计为奥利提供了额外的角度。
动量有助于它完成更高的动态动作,例如翻筋斗。
同时,“尾巴”可以作为第三条腿,增加稳定性,为机械臂完成更多任务提供可能。
出色的运动能力和高动态、高难度的空翻动作背后,是腾讯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。
非线性控制技术使机器人具有良好的平衡能力。
实验室此前开发的自平衡自行车也应用了类似的技术,可以在静止和移动状态下保持平衡。
针对轮腿机器人的外形和特点,实验室研发团队自适应地应用了非线性控制方法。
控制器不再受限于模型的线性化范围,使得机器人Ollie在大角度倾斜时也具有良好的性能。
平衡能力和鲁棒性(鲁棒音译是指系统在异常和危险情况下的生存能力)。
在两轮模式下,机器人与地面只有两个接触点,对平衡能力要求较高。
当改变高度穿越不平坦的地面,甚至单腿跨越障碍物时,Ollie 都能保持完美的平衡。
全身动态控制图像为Ollie配备了发达的“小脑”,利用优化的方法获取各个关节的扭矩来调节全身姿势,这不仅让它能够实现更具挑战性的动作,还让它能够面对突然而巨大的变化。
在落地空翻、遭遇碰撞等冲击时,奥利都能“以柔克刚”,成功抵抗外界干扰,保持平衡。
除了平衡能力之外,奥利还拥有轨迹规划能力。
在完成这些动作时,奥利需要用自己的“大脑”提前“思考”运动轨迹,即如何利用自身的形态和结构特点,最大限度地发挥关节运动性能,实现目标运动。
基于全身动力学模型,Ollie将整个跳跃或翻筋斗的过程分解为三个阶段:起飞、飞行和着陆。
通过优化方法,得到完成整个运动的关节电机位置、速度、关节扭矩的参考值序列。
机器人技术 其中,移动性被认为是机器人最核心、最基本的能力之一。
实验室移动技术框架包括四大模块:机械设计、感知、运动规划与控制,以及整合这三者的整体系统的设计与构建。
它们可以分别理解为机器人的躯干、眼睛、大脑和各种“器官”。
”协调能力。
奥利超强的“轮滑”和“空翻”能力就来自于这些器官的协调配合。
它整合和迭代了实验室在机械设计、整机系统和控制软件方面的技术积累,并注重突破性创新新增的全身动力学控制和整机参数辨识,提高了机器人运动的准确性、灵活性和顺应性,拓展了实验室的移动技术布局。
论文介绍了轮腿机器人平衡控制器的设计思路和实验结果 ICRA,全称 IEEE International Conference on Robotics and Automation,是目前机器人领域最有影响力的国际学术会议之一。
尚处于研发阶段,基于轮腿机器人平台的移动特性,实验室将在平台上拓展传感、负载等功能模块的建设,使机器人具备更加成熟和丰富的能力。
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比如,这次团队尝试探索Ollie的负载能力。
两轮和三轮可以随意切换。
加上机械臂,它可以稳定地拿起一杯咖啡,并通过轮子的运动将其传递给远处的客人。