在一條筆直的公路上,,四足機(jī)器人“黑豹”正加速追趕前方奔跑的運(yùn)動(dòng)員,。鏡頭從俯瞰到平視,記錄下機(jī)器人反超的過程,,定格的一瞬,,“黑豹”只留下一道黑色殘影。這只仿生四足機(jī)器人是今年1月發(fā)布的第二代產(chǎn)品,,不到1秒便能從靜止切換到?jīng)_刺狀態(tài),,最快移動(dòng)速度可達(dá)10米/秒,打破了波士頓動(dòng)力“野貓”保持了十余年的世界紀(jì)錄,,僅比博爾特慢了一點(diǎn),。
速度是綜合性能的體現(xiàn)。浙江大學(xué)杭州國(guó)際科創(chuàng)中心人形機(jī)器人創(chuàng)新研究院研究員金永斌解釋,,這如同賽車之于汽車工業(yè)的發(fā)展,,對(duì)百公里加速極限的突破反映了汽車電機(jī)性能、系統(tǒng)延時(shí),、結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和輕量化設(shè)計(jì)等多方面因素,。最終,新技術(shù)通過低成本模式完成民用化轉(zhuǎn)移,。
四足機(jī)器人俗稱機(jī)器狗,。自波士頓動(dòng)力“大狗”問世以來,已過去二十年,。機(jī)器人在復(fù)雜地貌的通過性能不斷提升,,質(zhì)量更輕,、負(fù)載更重、速度更快,,但走向應(yīng)用規(guī)?;悦媾R挑戰(zhàn)。價(jià)格和應(yīng)用場(chǎng)景是四足機(jī)器人批量化應(yīng)用的門檻,。隨著相關(guān)技術(shù)不斷突破,,國(guó)內(nèi)外科技企業(yè)競(jìng)相探索產(chǎn)品的高性價(jià)比與新市場(chǎng)。
如何讓機(jī)器狗跑得更快,?傳統(tǒng)的做法是使用更強(qiáng)大的電機(jī),,造出更高大的身體,但這在商業(yè)化方面難以走通,。新一代機(jī)器狗能否從設(shè)計(jì)思路方面優(yōu)化,?奔跑速度最快的機(jī)器狗紀(jì)錄由波士頓動(dòng)力保持,其多年前發(fā)布的宣傳視頻中,,機(jī)器狗“獵豹”在實(shí)驗(yàn)室中跑出了超過13米/秒的速度,。然而,“獵豹”的高速是在沒有風(fēng)載的跑步機(jī)上實(shí)現(xiàn)的,,還需一臺(tái)巨型遠(yuǎn)程電源供電,,存在諸多局限。2013年,,以“獵豹”為原型的“野貓”問世,,可以在戶外自由奔跑,但速度降至8.89米/秒,。
浙江大學(xué)的“黑豹”身形更為小巧,,站立高度63厘米,體重38公斤,,分別只有“野貓”的約一半和四分之一,。研發(fā)團(tuán)隊(duì)利用惠更斯耦合擺原理,讓機(jī)器狗四足協(xié)調(diào)成統(tǒng)一步態(tài),,形成合力達(dá)成高速?zèng)_刺,。高速運(yùn)動(dòng)對(duì)機(jī)器人的結(jié)構(gòu)和材質(zhì)強(qiáng)度提出了更高要求。當(dāng)“黑豹”奔跑速度提高到6米/秒時(shí),,遇到了小腿折斷的新挑戰(zhàn),。團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)自然動(dòng)物在髖關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié),、腳掌等運(yùn)動(dòng)構(gòu)型上的特征,,提升機(jī)器人的強(qiáng)度和韌性,并研發(fā)了“仿跳鼠碳纖維小腿”,在重量?jī)H提升16%的情況下剛度提升135%,。