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从研究机构

迷你猎豹是第一个做后空翻的四条腿机器人

机器人很轻,大功率设计是一个完美的分享和游戏平台

戴特:
3月4日二千零一十九
来源:
麻省理工学院
简介:
新的迷你猎豹机器人灵活轻盈,与冠军体操运动员相比,动作幅度大。四条腿的电源组可以弯曲和摆动它的腿,使它可以从右侧向上或上下移动。这种机器人还能在崎岖不平的地面上小跑,速度大约是普通人步行速度的两倍。
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麻省理工学院的新型微型猎豹机器人很有弹性,照亮它的脚,体重只有20磅。
信贷:布莱斯Vickmark

麻省理工学院(MIT)的新型微型猎豹机器人轻盈有弹性,与冠军体操运动员相比,动作幅度大。四条腿的电源组可以弯曲和摆动它的腿,使它可以从右侧向上或上下移动。这种机器人还能在崎岖不平的地面上小跑,速度大约是普通人步行速度的两倍。

体重只有20磅——比一些感恩节火鸡还轻——林伯四足动物不会被推到地上:被踢到地上时,机器人可以用一个快速的,肘部的功夫式摆动。

也许最令人印象深刻的是它能站着做360度后空翻。研究人员称,这只迷你猎豹的设计初衷是“几乎不可摧毁”,可以在不受多大伤害的情况下恢复。即使一个后空翻以溢出结束。

如果肢体或运动确实断裂,这款迷你猎豹的设计考虑到了模块化:机器人的每条腿都由三条相同的腿提供动力,研究人员利用现成的零件设计了低成本的电动机。每台电动机都可以很容易地换成新的。

你可以把这些部分放在一起,就像乐高玩具一样。麻省理工学院机械工程系的技术助理。

研究人员将在机器人与自动化国际会议上展示这款迷你猎豹的设计。在五月。他们目前正在制造更多的四条腿的机器,瞄准一组10个,他们希望把每一个都借给其他实验室。

“我们制造这个机器人的一个重要原因是,它使得实验和尝试疯狂的事情变得非常容易,因为机器人非常健壮,不易破碎,如果它真的坏了,修理起来很容易,也不太贵。他在金相培的实验室里研究机器人,机械工程副教授。

金说,把迷你猎豹借给其他研究小组,让工程师们有机会在一个高度动态的机器人上测试新的算法和操作。否则他们可能无法访问。

“最终,我希望我们能有一场机器狗穿越障碍赛,每个小组用不同的算法控制一只小型猎豹,我们可以看到哪个策略更有效,”金说。“这就是你加速研究的方式。”

“动态素材”

迷你猎豹不仅仅是其前身的迷你版,猎豹3,一个大的重,强大的机器人,通常需要用绳子来稳定它,以保护它的昂贵,专门设计的部件。

“在猎豹3中,一切都是超级一体化的,如果你想改变什么,你必须做大量的重新设计。而对于小型猎豹,如果你想再加一条胳膊,你可以再增加三四个这样的模块马达。”

Katz提出了电动马达的设计通过将零件重新配置到小尺寸,商用马达,通常用于无人机和遥控飞机。

每个机器人的12个马达都有一个石匠罐盖大小,由:定子、或一组线圈,产生旋转磁场;一个传送定子应产生的电流的小控制器;一个转子,内衬磁铁,它随定子磁场旋转,产生提升或旋转肢体的扭矩;一个变速箱,提供一个6:1齿轮减少,使转子能够提供其正常扭矩的六倍;以及位置传感器,用于测量电机和相关肢体的角度和方向。

每条腿由三个马达驱动,给它三个自由度和很大的运动范围。轻盈,高扭矩,低惯量设计使机器人能够快速执行,动态机动,在不破坏变速箱或四肢的情况下,对地面进行强力冲击。

“它改变地面力量的速度非常快,”Katz说。“当它运行时,它的脚一次只在地面停留150毫秒,在这个过程中,电脑告诉它增加脚上的力,然后把它换成平衡,然后迅速减小这个力。所以它可以做动态的事情,就像每一步都在空中跳跃,或者一次两只脚在地上跑。大多数机器人不能做到这一点,所以动作要慢得多。

翻出

工程师们让这只小型猎豹进行了一系列的演习,首先通过麻省理工学院帕帕拉多实验室的走廊和基利安球场略显不平的地面测试它的运行能力。

在这两种环境中,必威体育app 下载四足动物以大约每小时5英里的速度前进。机器人的关节能够以三倍的速度旋转,用两倍的扭矩,卡茨估计,只要稍加调整,这个机器人的速度可以提高一倍左右。

小组编写了另一个计算机代码来指导机器人进行各种拉伸和扭转,类似瑜伽的配置,展示它的活动范围和旋转四肢和关节的能力,同时保持平衡。他们还编程让机器人从一种意想不到的力量中恢复,比如踢到一边。当研究人员把机器人踢到地上时,它会自动关机。

“它假设出了可怕的问题,所以它就关闭了,所有的腿都会飞,”Katz说。

当它收到重启信号时,机器人首先确定它的方向,然后用四只脚执行预先编程好的俯卧或手肘摆动动作。

Katz和合作者Jared Di Carlo,电子工程及电脑科学系本科毕业生,想知道机器人是否能进行更高的冲击机动。灵感来自于他们去年上的一门课,由欧洲经济共同体教授Russ Tedrake教授讲授,他们开始编写迷你猎豹的后空翻程序。

“我们认为这将是对机器人性能的一次很好的测试,因为它需要很大的能量,扭矩,在翻转的最后会有巨大的影响,”Katz说。

这个团队写了一个“巨人,非线性的,离线轨迹优化“结合了机器人的动力学和执行机构的能力,并指定了一个机器人在某一时刻开始的轨迹,那么取向,最后翻转360度。他们开发的程序解决了所有需要应用于每个关节的力矩,从每个单独的马达,在开始和结束之间的每一段时间内,以便进行回流。

“我们第一次尝试的时候,它奇迹般地奏效了。

“这太令人兴奋了,”金补充道。想象猎豹3号做了一个后空翻——它会坠毁,可能会摧毁跑步机。betway必威安卓我们可以用桌面上的迷你猎豹来做这件事。

该团队正在建造10多只迷你猎豹,他们计划把这些贷款借给合作组织,金打算成立一个小型猎豹研究联盟,由工程师组成,谁能发明,交换,甚至与新想法竞争。

与此同时,MIT团队正在开发另一个,更高的冲击机动。

“我们现在正在研究着陆控制器,我的想法是,我想要能够把机器人拿起来扔出去,然后让它自己着陆,”Katz说。“假设你想把机器人扔进大楼的窗户,让它在里面探索。你可以这么做。”

视频:https://www.youtube.com/watch?V= xNEZWP5MX9S

故事来源:

材料提供的麻省理工学院注:内容可根据风格和长度进行编辑。


引用这个页面:

麻省理工学院。“迷你猎豹是第一个做后空翻的四条腿机器人:机器人很轻,大功率设计是分享和玩游戏的完美平台。betway必威安卓betway必威安卓《科学日报》,2019年3月4日。
麻省理工学院。(2019年,3月4日)。迷你猎豹是第一个做后空翻的四条腿机器人:大功率设计是一个完美的分享和游戏平台。 betway必威安卓。3月4日检索,2019年从www.sciebetway必威安卓ncedaily.com/releases/2019/03/190304134200.htm
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