2013年10月30日09:14
跑步時速可達9公裡,單腳雙腳都能跳
——接下來就聊聊“身體能力進化”。ASIMO的步行速度是2.7km/h,但跑步的速度已經達到了9km/h,而且還能在凸凹不平的路面上奔跑。
有意思的是,ASIMO還是世界上第一個實現了連續“單腳跳”和“雙腳跳”的人形機器人。這樣的能力是如何實現的?
重見:如果跳起后在空中停留的時間不夠長,就做不到單腳跳和雙腳跳,因此必須保証較長的滯空時間,這就必須在跳躍中保持姿態平衡。在空中保持姿態平衡是最難的地方。ASIMO單腳跳的滯空時間為0.1秒。
——落地時應該會受到巨大的沖擊,負荷最大的是腳踝嗎?
重見:是的。因此,ASIMO的腳踝安裝了橡膠襯套(圓柱形的橡膠部件)。腳掌與腳踝之間設置了四個橡膠襯套,用來吸收沖擊。
以9km/h的速度奔跑時的腳部動作。可以看到雙腳在奔跑中騰空。此時的步幅為650mm,跳躍高度為155mm。 |
控制跳躍時的姿態,穩定重心
——單腳跳與雙腳跳是否採用了不同的姿態控制方法?
重見:當然,因為單腳跳與雙腳跳時的傾斜不同,所以要加以修正。而且,雙腳跳時必須做到同步,保証兩腳同時落地。姿態修正使用的是ASIMO內置的加速度傳感器、陀螺儀傳感器(角速度傳感器)和6軸力覺傳感器。
其實,包括腳尖在內,不打滑的跳躍本身在技術上就有很大難度。准備跳躍抬起腳跟時,腳與地面的摩擦力將越來越小。最終達到隻有腳尖接觸地面的狀態,要想在這樣小的摩擦之下不打滑,就必須蹬牢地面。這就需要控制姿勢,不斷進行修正以穩定重心。
在開發過程中,最初ASIMO的腳總是打滑,無法連續跳躍。對人來說,連續跳躍是輕而易舉的事,因此,人們往往誤以為機器人也可以輕鬆做到,但實際上,跳躍動作非常復雜。
其實,完全相同的跳躍是根本不存在的。計算機需要按照當時的情況進行計算,在不同的情況下完成完全不同的跳躍。連續跳躍必須要不斷重復這樣的計算。
每隻手的手指關節自由度為13,通過油壓驅動實現細微的動作,從而能比劃手語。其他部位的關節自由度為頭部3個、腰部2個、每隻手臂各7個、每條腿各6個。共計57個(比舊款增加了23個)。 |