近日,美国波士顿动力公司(Boston Dynamics)发布了一段新一代人形机器人Atlas研究进展的视频。从视频中可以看到, 新一代的Atlas可以完全直立行走,穿越复杂地形。波士顿动力公司还放出了机器人“战队”合影:人形机器人Atlas、四足机器人BigDog、WildCat、AlphaDog。
波士顿动力公司起初属于麻省理工学院(MIT),1992年该团队加入了美国军方,专门为军方研制仿生机器人,又在2013年被Google公司收购。
说到该公司的军方背景,就不得不提AlphaDog机器狗的设计初衷,是为战场上的士兵携带重型负载,经过5年的研发和18个月的实地测试,AlphaDog可以身扛180多公斤的武器和设备,规规矩矩地跟着士兵沿着指定路线前进,体现了汪星人一样的忠诚度。
它就如同一只训练有素的大狗,而且行进过程中略带摇摆的身躯更增添了几分可爱。士兵们还给它起了个昵称叫Cujo,与影片《狂犬惊魂》中的狗狗同名,希望它像影片中的Cujo一样强壮有力。
与略显笨重憨厚的AlphaDog相比,Wildcat则是自由驰骋的“猎豹”。 Wildcat的动力来自液压泵,这种四腿机器人无论遇到哪种地形,都可以以每小时25公里的速度奔跑,此外,Wildcat机器人还可以快速跳跃和转身。
BigDog与其说是一只“机器狗”,还不如说是一只“机器骡子”,因为它的主要任务就是帮助陆战队员在行军时运载装备。在2015年公布的展示视频中,实验员曾不断地将其踢倒,以展示其重新站立的能力,以致于有网友给这种机器人取了个绰号叫“不要踢我”。但是机器大狗因为噪音太大,影响其在实际战场中的使用而被美军嫌弃。Bigdog:难道怪我咯?(机器人TV注:被美军弃用的是AlphaDog!)
下面我们要介绍人形双足机器人,也就是最近的网红Atlas。Atlas的设计和生产是由国防高等研究计划署(DARPA)和波士顿动力公司合作完成。最近出来“抛头露面”的Atlas其实已经是第三代产品了,初代产品的推出是在2013年。
第一代Atlas机器人由航空级铝和钛建造,身高约1.8米,重达150公斤,蓝光LED照明,同时配备了两个视觉系统——一个激光测距仪和一个立体照相机,由一个机载电脑控制,它的手具有精细动作能力。
而这么高大上的机器人,它的作用是在现实条件下测试化学防护服。不同于传统化学防护服简单的机械测试,它可以通过模拟防护服内人体生理学来控制温度,湿度和出汗来模仿实际的测试条件。第一代Atlas的特点是一直都拖着一根长长的尾巴,这是因为它一直需要一根长长的线进行供电。
而第二代Atlas最显著的变化是电源和泵的改进,供电系统是板载3.7千瓦时的锂离子电池组,背上电池背包,让它脱离了电缆的束缚,机载液压泵也使得Atlas机器人在移动速度上更加迅猛。全身75%的部位进行升级后的Atlas高1.88米,重156.5公斤。
全面升级后的第二代Atlas参加了2015年6月初的DARPA机器人挑战赛,挑战赛的第一名会赢得20万美元的丰厚奖励。但是DARPA挑战赛需要机器人完成以下任务:一个小时内打开一扇门,旋转一个阀门,用动力钻在墙上钻出一个孔,上几步台阶,还要穿越岩石区和坑洼的地面,处理意外任务。最终Atlas演示完了所有任务。
经历了前两代,波士顿动力就在2016年2月23日在YouTube上公布了一段视频,这就是我们看到的第三代Atlas。该版本Atlas高约1.75米,重约82公斤,虽然比前一代矮了一头,但整体的性能却大大得到了改进。视频中我们看到的Atlas几乎无所不能。
波士顿动力的创始人Marc Raibert还展望未来,说下一代机器人想通过3D打印的方式,将液压元件直接打印在骨架结构中,比如“类动脉式的液压管道布局”,这可以让机器人更加轻便、高效。
Marc Raiber如今已经67岁了,他一生的梦想就是把双足或者四足机器人发展成一种超自然的状态——变成自然界的一种新生物。这或许是Raibert天生与Robot结下的不解之缘。试想将来某一天,你的生活可能会是和阿尔法围棋(AlphaGo)下围棋,跟机器狗遛弯,机器人Atlas帮你搬重物、下楼取快递,甚至机器人给你看病、帮你驾驶汽车。
(本文作者:胡博韬 系中国科学院大学材料科学与光电技术学院2014级研究生)