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国内研发章鱼机器人 可背400斤重物灵活行走  

2013-11-15 11:16:04|  分类: 军事 |  标签: |举报 |字号 订阅

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国内研发章鱼机器人 可背400斤重物灵活行走 - 舜筌 - 微尘舜筌

 六爪机器人。

人民网上海10月28日电  听说过“蜘蛛侠”“钢铁侠”“蝙蝠侠”,但是您听说过“章鱼侠”吗?

“章鱼侠”来了!

远看,它长有六爪,在地上灵活稳健地行走,酷像一条章鱼,在深海中自在地游弋;近观,颇有“钢铁侠”之风范,钢足铁骨,想象它在火海水灾核难中穿行、救援,恰像一位无畏艰险的英雄。

可是它既不是章鱼,也不是“钢铁侠”,而是“章鱼侠”机器人,是上海机器人家族中的一名“新丁”,由上海交大机械与动力工程学院高峰教授带领团队自主研发而成。

别看是“新丁”,“章鱼侠”本领却非同寻常。哪里最危险,哪里就有它的身影。其移动自如的“六足”具有良好的复杂环境适应能力,可在核辐射、水下和火灾等极端环境下完成搬运、搜索、探测和救援作业等任务,让极端条件下的远程救援成为可能,标志着我国救援机器人迈入国际先进行列。

“章鱼侠”成救援“超人”

当某个厂房或民居发生大火,火势蔓延,消防队员无法进入,而“火海”中有百姓和物资需要抢救,在这种情况下如何开展救援?

当某地发生9级以上地震且余震不断,通讯中断,断壁残垣加上地震产生的大量高温和高辐射蒸汽,阻断着救援工作。如何第一时间了解灾区情况,抢险救人?

一旦发生如2011年日本福岛一般的核电站灾难,在高温、高压、高辐射的极端环境下进行处理和救援,如仅靠人力,必然会产生很大的伤亡和损失。

这些绝地情形,正是“章鱼侠”机器人大显身手之处。

高峰教授介绍说,救援机器人需要具备适应各种不同地形环境的灵活稳定的运动能力、环境实时感知能力,以及自律控制与人机交互协同的远程操控能力。这些都是仿生救援机器人的前沿技术。

围绕这些前沿技术,高峰团队提出了既有很高承载、又有较大工作空间的仿生并联机构,研制出高频、高响应的机器人伺服运动控制和规划技术,实现了机器人的高速、高精度控制。“章鱼侠”具有较好的抗惯性力扰动的平衡能力,能够在热浪和强气流中保持稳定平衡。

被高端技术“全副武装”的“章鱼侠”,化身为救援“超人”。通过远程人机结合,它可以深入极端复杂危险环境,完成搬运、搜索、探测和救援作业等多种任务。

可背400斤重物,在极端条件下灵活行走

“章鱼侠”机器人高约1米,最大伸展尺寸是1.5×1.5米,采用了特殊的腿部设计,每条腿都装有3个电机,由18个电机驱动,能负重400斤,腿脚可实现18个自由度变换,能够灵活地沿各个方向稳定行走,时速可达1.2千米/小时。

高峰教授介绍,“依靠安装在腹部或者背部的设备,机器人可以充当一个稳固的移动操作平台,执行搬运、打孔等作业;当用“四爪”站立时,空出的“两爪”便可当“两手”完成拧动阀门,清理事故现场等作业。

“章鱼侠”机身采用完全对称的设计,可以不分前后,在任意方向快速运动,拥有很强的机动性和避障能力。任何时刻总有3条腿稳稳地作为支撑。依靠现代化的通讯、控制手段,机器人能对抗干扰,准确地执行人们的指令。于是,“章鱼侠”宛如现实版的“蜘蛛侠”,能深入灾区,代替人们完成最危险的工作。

“章鱼侠”的能力远不止如此,采用各种不同的防护后,它还能在水下环境中作业,在火灾现场或有毒环境中完成救灾任务。

“章鱼侠”打破国际垄断

步行机器人技术在国际上一直是发达国家的天下。据了解,发达国家仿生机器人单元技术发展迅速,在机构系统、驱动技术、信息感知和控制技术等方面已有深入系统的基础研究,有些成果已进入商品化实用阶段,国内尚有明显差距。

高峰团队2000年起研究仿生机器人,先后开发了两足、四足和六足机器人,尤其在并联仿生机构、高功率密度驱动等技术上积累了大量经验。2011年,团队获得国家863计划资助,先后研究出4代“四足仿生小象机器人”。2013年,又获得国家973项目“核电站紧急救灾机器人的基础科学问题”资助,才过半年多,核电站救援章鱼机器人的原型机就已制造出来,并可实现多种任务。

“章鱼侠”是高峰团队此前研制的“智慧小象”的兄弟。“智慧小象”已在四足仿生机器人设计与控制上取得重要成果,突破了仿生机构、高功率密度液压驱动、状态感知与环境适应、仿生步态规划与动态控制等核心技术。“章鱼侠”则具有高速、高负载能力和对典型非结构化地形的高适应能力,使我国六足救援机器人进入国际先进行列。“六爪章鱼”具有完全自主知识产权,成为我国机器人技术的重要成果。

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