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身怀绝技的Atlas机器人

2019-08-24银桥

科学大众(中学) 2019年8期
关键词:波士顿防护服物资

银桥

前臂在空中划出一个优美的“扇面”,之后举过头顶,Atlas的整个身体被带动起来,脚掌蹬地,大腿力量爆发,一个后空翻,落地完美。美国波士顿动力发布了一段“体操机器人”后空翻的视频随即在网上走红。紧接着波士顿动力“虐待”机器人的一些老视频也被网友扒拉出来。视频中,测试人员不是对机器人一阵猛踹,就是突然出现正面撞击或者从机器人背后用木棍把它打倒在地。总之,最后机器人总能不慌不忙地从容面对。

说起这家专门研发机器人的公司,可谓是足式机器人领域的霸主,地位无人撼动。其产品不论在运动能力、稳定性,还是在外观设计上,都让人惊艳。关注Atlas的业内人士,也很乐于八卦波士顿动力公司的波折经历——它早期在军方拿到了巨额的研究经费,后被谷歌收购,之后又被谷歌卖给日本软银公司。经费支撑是其中的最重要因素之一。波士顿动力几乎每周都要做把机器人搞坏的实验,然后发现问题并改正,一周之内就能把机器人修好,下一周继续搞坏掉,全年无休。可见,仿生机器人是个费钱又费工的研究。

军队后勤来了“机甲兽”

在炮火连天的战场上,震耳的炮声不断响起。泥泞的山路上一支特殊的队伍正有条不紊地行进着。看它们身上负载的物资,想来这应该是一支正在执行物资运输任务的队伍。不过仔细一看,这些执行任务的“士兵”有些特殊,它们不是我们熟悉的人类士兵,而是一个个身形像狗的四足机器人。怎么回事,机器人也能在战场上为军队运输物资了吗?是的,尽管地形十分复杂,尽管负载沉重的物资,这些机器人的动作依然那么灵活,一直匀速奔跑着,向著指定的目的地奔去。组成这支队伍的机器人叫大狗,是美国波士顿动力公司为美国军队研发的。虽然它的体形不大,却能负重180千克,不惧泥地和雪地,不知疲倦地翻山越岭为军队运送物资装备。

除大狗机器人外,波土顿动力公司还研发出另外两种四足机器人。一个是号称大力士的机器人LS3,中文名字叫“腿部支援系统”。与大狗机器人相比,LS3的体形更大,负载能力更强,移动速度也更快,在一次平地测试中,曾创下负载509千克进行自由行走的世界纪录。另一个是号称猎豹的机器人Cheetah。它曾创下48千米/小时的机器人奔跑纪录。

波土顿动力公司201 5年研发的另一款机器人Spot高约0.94米,重约73千克,能够背负45千克的物体自由行动。与大狗机器人相比,Spot的爬坡速度更快,步伐也更敏捷。Spot身上安装了激光雷达传感器和立体视觉传感器,所以它能够感知周边路面信息,有效避开路面障碍,合理协调四肢动作,完成小跑、上楼梯等一般机器人无法完成的动作。在最开始的时候,Spot仅被用于军事方面的测试,并没有投入日常使用。而现在,Spot已经逐渐进入我们的日常生活,最近还找了一份送快递的工作,负责为波士顿动力公司的员工送包襄和快餐。

“身先士卒”的机器人们

我们都知道,汽车在研发测试阶段,会在车里放假人,然后根据假人的碰撞数据来不断完善汽车的安全性能。那新研发的化学防护服该怎么测试呢?总不能让真人去测试吧,毕竟那些极端环境会对人体产生一些不良的影向。该怎么办呢?别急,波±顿动力公司研发的Perman机器人就能派上用场。它不仅可以模拟士兵在各种极端环境下做出的动作,测试防护服的耐用性,还可以根据人体的生理指标来调节防护服内的温度、湿度,甚至还可以模拟人体出汗。用Perman测试后,研究人员确定了防化服的最佳效果就能投入生产了。

波士顿动力公司以Perman为基础设计的另一种人形机器人Atlas。文章开头提到的那个“体操机器人”其实已经是Atlas的第三代了,那它的前辈们是什么样的呢?第一代Atlas是个能站得稳的机器人。它身高1.8米,重达150千克,功能也比较简单。在连接电缆的情况下,它可以依靠身上的视觉系统,顺利走过铺满石块的道路并一直保持身体平衡。第二代Atlas不仅站得稳,而且在被推倒后,还能自己爬起来。它是根据第一代Atlas改进而来的,新的设计使第二代Atlas的外形更加高大,运动也更快速敏捷。第二代Atlas身上装载的电池背包让它脱离了电缆的束缚。在电池电量充足的情况下,它能够灵活地自由活动。它身上还安装了一个液压泵,在它摔倒之后,这个装置能帮助它快速灵活地爬起来。第三代Atlas是个具有“体操运动员”与“武林高手”双重身份的机器人。它除了能像人类一样行走,还可以完成物体搬运任务。即使遇到各种人为的阻挠,它会依然坚持把地上的物体捡起来继续搬运。此外,第三代Atlas的运动能力得到了很大的提高,它能够轻易地做出流畅的后空翻动作,无论是摆臂、脚掌蹬起还是大腿发力等动作,都不会出现一般机器人行动时带有的机械感。如果不看它的机械外观,做出这种完美后空翻的第三代Atlas看起来更像是一个活生生的人。另外,第三代Atlas是个“武林高手”,因为它能够在梅花桩上自由地跳动,完成一些在我们普通人看来都很难完成的动作。除了上面介绍的这些机器人,波士顿动力公司还研发了其他有趣的机器人,如能完成瑜伽动作的机器人、像野猫一样快速奔跑的Wildcat(野猫)机器人等。现在,机器人已经发展得越来越智能了,相信随着科技的发展,未来的机器人会更加出色,更好地为我们人类服务。(责任编辑:曹伟 责任校对:白玉磊)

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