從機(jī)器人技術(shù)研究之初，人們就追求創(chuàng)造出深入人類社會(huì)的智能機(jī)器，而仿生機(jī)器人在很多方面都接近或超越了人類的能力，它們可以更有效地執(zhí)行危險(xiǎn)、精密或高強(qiáng)度的任務(wù)，可對(duì)社會(huì)生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。因此，針對(duì)仿生機(jī)器人的研究也與日俱增。

近年來(lái)，眾多高校運(yùn)用凌云光·元客視界智能體位姿追蹤系統(tǒng)進(jìn)行仿生機(jī)器人驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，搭建仿生機(jī)器人落地前的最 后一個(gè)研究基地，為仿生機(jī)器人領(lǐng)域取得了許多重大進(jìn)展。

本期分享

1、北理工仿生鼠SQuRo研發(fā)

四足機(jī)器人、模仿學(xué)習(xí)、運(yùn)動(dòng)性能評(píng)估

2、中科大象鼻軟體機(jī)器人開發(fā)

仿生機(jī)器人、柔性機(jī)械臂、軟體機(jī)器人

3、哈工大水黽機(jī)器人研發(fā)

仿生機(jī)器人、水上滑行機(jī)器人、運(yùn)動(dòng)姿態(tài)捕捉

北理工仿生機(jī)器鼠SQuRo

智能體位姿追蹤系統(tǒng)

北京理工大學(xué)教授及其帶領(lǐng)的仿生機(jī)器人團(tuán)隊(duì)以四足動(dòng)物為仿生對(duì)象，設(shè)計(jì)研發(fā)了一款四足機(jī)器人——機(jī)器大鼠SQuRo。

/ 仿生大鼠SQuRo

在研發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)運(yùn)用凌云光·元客視界智能體追蹤解決方案對(duì)機(jī)器鼠的俯仰角、彎曲角、彎曲距離等動(dòng)作姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以量化指標(biāo)評(píng)估機(jī)器鼠性能。

運(yùn)動(dòng)姿態(tài)與性能分析

凌云光·元客視界方案工程師搭建了2mx2m的動(dòng)作捕捉空間，對(duì)機(jī)器鼠的頭部、背部、腿部、尾部等重要測(cè)試部位進(jìn)行追蹤。

/ 機(jī)器鼠運(yùn)動(dòng)測(cè)試

由于機(jī)器鼠尺寸細(xì)小且自重很輕，凌云光·元客視界提供了定制的3mm標(biāo)記點(diǎn)，針對(duì)細(xì)小的結(jié)構(gòu)精 準(zhǔn)獲取機(jī)器鼠的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息。

仿生機(jī)器鼠-真實(shí)大鼠

為了獲取真實(shí)的動(dòng)物行為反饋和決策制定過程，團(tuán)隊(duì)將機(jī)器鼠放入真實(shí)大鼠社會(huì)，并利用模仿學(xué)習(xí)(IL)的運(yùn)動(dòng)生成策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

將兩只大鼠放置于動(dòng)作捕捉空間內(nèi)，大鼠關(guān)節(jié)關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)粘貼小型標(biāo)記點(diǎn)，利用動(dòng)作捕捉系統(tǒng)，分兩組各采集20萬(wàn)幀大鼠交互數(shù)據(jù)作為訓(xùn)練集和驗(yàn)證集，用于在交互仿真系統(tǒng)中評(píng)估算法。

中科大象鼻軟體機(jī)器人開發(fā)

智能體位姿追蹤系統(tǒng)

由于日常任務(wù)的復(fù)雜性和不確定性，傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人需要添加復(fù)雜的感知、規(guī)劃和控制系統(tǒng)。

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)受象鼻啟發(fā)，利用軟體機(jī)器人手臂本體柔順性，運(yùn)用凌云光·元客視界智能體追蹤解決方案，開發(fā)了采用蜂巢氣動(dòng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（HPN）的機(jī)械臂，為機(jī)器人走進(jìn)日常應(yīng)用帶來(lái)新的可能。

/ 軟體機(jī)械臂完成日常任務(wù)

機(jī)械臂結(jié)構(gòu)性能分析

為了實(shí)現(xiàn)高效、迅速響應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制，研究人員提出一種分層控制系統(tǒng)，包括底層運(yùn)動(dòng)控制器、上層行為控制器以及頂層行為規(guī)劃器，并設(shè)計(jì)了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：

/ 分層控制系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)架構(gòu)

由于場(chǎng)地大小受限，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭無(wú)法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域全域覆蓋，實(shí)驗(yàn)采用廣角鏡頭方案。研究人員利用光學(xué)動(dòng)捕系統(tǒng)獲取機(jī)械臂末端與把手的相對(duì)位姿，引導(dǎo)機(jī)械臂末端夾爪到達(dá)該區(qū)域抓住把手，執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。

通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，即使沒有力傳感器和準(zhǔn)確的環(huán)境模型，這個(gè)采用分層控制系統(tǒng)的軟體機(jī)械臂結(jié)構(gòu)也可以完成開門、拉抽屜等日常生活環(huán)境中不同難度的交互任務(wù)。

哈工大水黽機(jī)器人研究

智能體位姿追蹤系統(tǒng)

元客視界為哈爾濱工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室水池場(chǎng)地空間搭建了12臺(tái)Swift30運(yùn)動(dòng)捕捉相機(jī)，可精確穩(wěn)定地捕捉水面上仿生機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信息。

/ 水黽機(jī)器人測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

由于機(jī)器人關(guān)節(jié)連桿較細(xì)，因此采用5mm標(biāo)記點(diǎn)。調(diào)整腿部長(zhǎng)度、角度等參數(shù)后，利用動(dòng)捕系統(tǒng)采集機(jī)器人跳躍高度、距離和著陸角度數(shù)據(jù)。

感謝收看本期分享。目前已有百余所高校與科研機(jī)構(gòu)與凌云光·元客視界達(dá)成合作，我們將持續(xù)與您分享更多智能體應(yīng)用方向的案例集錦，以期為您的科研帶來(lái)新的靈感和方向。

期待與您的下次相遇。