上海交通大学高峰:行走机器人到底有哪些用途?

发布时间: 2024-06-21 01:57:41   作者: 应用案例

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  网易新闻报道 上周,2018世界机器人大会在北京举行。会议期间,上海交通大学教授、国家973计划首席科学家高峰发表《智能行走作业机器人的市场应用前景》的主题演讲,会后,高峰教授接受了网易智能等媒体的采访,谈到了步行机器人的应用和中国机器人市场发展。

  第一类是智能制造方面,例如在高铁车厢、核电站、化工厂、轮船等制造中的大型工件单件生产,由于腿式机器人精准灵活,可移动、能加工、能负载,应用前景很广。

  第三类是在极端环境中作业的机器人。比如在太空站建设、火星探测、月球着陆行走、海洋作业开发,都需要能行走的机器人。此外行走机器人还可作为无人机的着陆腿。

  第五类是消防机器人,这类机器人具有耐高温、耐水、耐湿度、轻量化、重载和适应能力强的特点。例如能轻松实现上楼梯消防和协作开门消防,机器人进入火场后可代替消防员达成目标。(李健)

  高峰:把人的指令、任务以及感知的信息,能够与机器人的行为对应上,即实现了智能,而这也是现在存在的问题。比如说人发出指令让它上楼梯,它首先得找楼梯,然后它测量楼梯,最后它怎么上去,这些决策全靠机器人自己。

  现在智能机器人在整个世界的发展期望值很高,我们第一希望它体魄好、有力量、跑得快、灵活,这就说明它本身机械做的好。第二希望它有智能,能遵从人的意图,能表达自己的喜怒哀乐。机器人如果能判断、理解人的水平,就是很高级的行为了。

  其实机器人发展一个很大的瓶颈就是智能感知。比如说环境感知和任务的认知,这是一个比较难的领域。比如说开门这个指令,机器人首先得认识门在哪,什么是门,门有多少种,其中这个门是怎么回事,所以认知就是一个大问题。?

  高峰:首先,现在腿式机器人一个很重要的问题还是动力学稳定性的突破。一般机器人在走路的时候往往是按两足方式行走,四足行走的方式一般是对角行走,也有顺边行走,对角行走的话不管怎么抬腿,抬起两条腿的时候本身就是不稳定的,所以这种一般适合于快速行走。而六足机器人有一个三角形的稳定性,抬起三条腿还有三条腿在地上,会较为稳定,就像三角架使用原理一样。所以我们大家都认为腿式机器人应该采用三三制这种较为稳定的行走方式。

  第二个问题是腿式机器人必须要智能,不需要人再去操控它如何行走。总结来说就是自由度要越多,要智能,而AI恰恰研究的是计算机人工智能,是语言、视觉等,而不是机器人行为智能,困难也在这个地方。

  高峰:最大的优势就是稳定不倒。每一次它有三个腿行动的时候就会出现一个三角形的稳定结构,这是它的一个很大的优点。

  另外六足机器人的承载比双足机器人大,因为行走时三足要比单足可承受的重量多很多。另外如果把动力学控制做好还会有快速性。

  高峰:若机器人能做到智能,那能应用到任何领域当中,比如说腿式机器人能看宠物,给宠物喂食物,帮你关窗户等等。家中的安保和一些简单的服务,可以做一个忠实的看家人,这些机器人是可完全实现的。

  另外一种安保是在别墅里面,机器人能24小时不睡觉帮你看家,这种机器人还是很有市场的。另外就是国防需求,当在边防线上或是环境恶劣的地方,用机器人防守会比士兵防守更有效。还能够适用于太空探测、海底作业等方面。

  问:您认为现在中国机器人发展关键的短板是什么?核心技术的攻关进展到了什么程度?

  高峰:机器人内部其实就是一个电机、几个显示器、一个传感器、一个驱动装置、一个控制器和一个编码器这六个硬件,这六个硬件如果我们国产的能做好,再加上传感器力学的视觉陀螺,那么机器问题就解决了。

  但关键的问题就在于我们现在电机密度低,力距和控制精度也不高,所以大家就去国外买但是却很贵。但现在好很多了,我们现在做的机器人都是采用国产电机,国产的单位体积内的包含的能量已经很高了,跟波士顿动力或者MIT做的电机相比还是有差距的,但与其他一般的厂商比还有一些优势。

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