腾讯官宣机器狗 Max!“铁狗五项”挑战后给大家拜了个晚年

2021年03月02日 19:06 次阅读 稿源:雷锋网 条评论

2020 年 11 月 20 日,鹅厂官宣养狗。作为国内首个能完成走梅花桩复杂挑战的四足机器人,这只名叫 Jamoca 的机器狗子功夫了得。而就在今天,鹅厂又带了一只狗子 Max 来炫技!首个软硬件全自研的多模态四足机器人,一个阳光明媚的日子,Max 要接受“铁狗五项”挑战。

先来热个身。

第一项中,不走寻常路的 Max 轻松跨越了障碍。

第二项是“低位过杆”,只见 Max 轻轻俯下身子,从横杆下轻松钻过。

接下来是传统技艺“跳高”。

接着,Max 要拼速度了,正所谓“坎坷地面靠腿走,平坦地形靠轮行”,据说轮式速度最高能达到 25 公里/小时。

最后则是“平稳性测试”,看看这只狗子的小脑是否发达?

不管是被飞来的足球击中、跌倒后快速自主起身,还是后空翻,都是一个字:稳!

这只大秀绝技的 Max,其实是腾讯首个软硬件全自研的多模态四足机器人,它同样来自腾讯 Robotics X 实验室,与机器狗 Jamoca 师出同门。

据了解,Max 采用的是足轮融合一体式设计,除了上述几项关键技能,还能双腿站立拜年讨红包(福利见文末)。

那么,作为腾讯 Robotics X 实验室继会走梅花桩的机器狗 Jamoca 和自平衡自行车之后的又一科研进展,Max 涉及到了哪些关键技术?

走得稳,跑得快

实际上,当前机器人移动能力研究主要有两大主流方向。

一是足式运动——足式机器人十分灵活,能跑、能跳、能爬楼梯、能翻越障碍,适应多种复杂的地形和环境。

【波士顿动力公司机器狗 Spot】

【云深处科技的机器狗绝影】

二是轮式运动——轮式机器人能像汽车一样稳定、快速地运动,相比足式机器人更适合现代城镇中道路平坦的情况。

【ANYbotics 公司机器狗 ANYmal】

也就是说,场景不同,对机器狗的需求不同——腾讯 Robotics X 实验室自研了足轮融合方案,出品的 Max 兼具不同移动模式,无疑将更契合人类社会的现实环境,更为灵活。

具体来讲,他们提出了一种离合式足轮一体化机构设计方案。

该实验室给 Max 增加了一个质量约 20g 的微型直线电机,使得膝关节电机同时作为足式和轮式运动的驱动源。

这种设计有 2 个特点:

  1. 基本不会增加 Max 的腿部惯量。

  2. Max 在轮式运动下的能耗相比传统足轮融合方案降低了约 50%。

这里值得一提的是,在本体设计上,传统足轮融合方案是在足底增加轮毂电机,相比腾讯的方案,这样会使狗子的腿变得笨重,行走起来不够顺畅,灵活性也会有所降低。

同时,Max 的轮式结构采用了特殊设计,轮式运动速度可提升数倍,也就是前文所说的最高 25 公里/小时的速度。

反应敏捷,平衡性佳

在“铁狗五项”挑战中,编辑注意到了 Max 的两大特点。

首先是敏捷的反应力。

实际上依托于实验室自研的软硬件系统框架,Max 有着敏锐的“神经系统”,做到了亚毫秒级力控,也就大大降低了软硬件系统延迟,对外界的响应能力得到提升。

其次是出色的平衡力。

原因在于,在运动规划与控制算法上,Max 既延续了 Jamoca 的鲁棒控制算法,又拥有了更发达的“小脑”,实现了四足到双轮站立的炫酷演示。

针对足式运动,Max 基于自研的鲁棒控制算法,平均计算耗时小于 0.3ms,拥有摔倒自行恢复的技能,即使遭受大冲击摔倒,也能自行恢复正常运行状态,实用性与可靠性大大提高。

针对轮式运动,Max 综合了 NLMPC(Nonlinear Model Predictive Control,非线性模型预测控制)算法、QP(Quadratic Programming)优化、柔顺控制算法,完成了从趴地状态到双轮站立的起摆、平衡抗扰、落地控制。

同时,相比目前市面上仅使用双轮完成平衡的移动设备,Max 还拥有多个关节,在控制难度上更具挑战性,站立后的演示场景也将会更多样。

最后彩蛋奉上,Max 给您拜个晚年~

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