工程师正在开发两条腿、类人形机器人

工程师目前正在开发一种两条腿、类人形机器人，它能够施加力并在保持平衡的同时推动某物。麻省理工学院和伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的一支团队已经成功地找到了一种方法来控制远程操作机器人的平衡。这将在让类人形机器人完成高影响力任务的困难环境中发挥至关重要的作用。

该团队创建的机器人具有“机械躯干和两条腿”。他们可以通过一名穿着传输有关人类运动和地面反应力的西装的远程控制机器人来控制机器人。

人类操作员能够控制机器人的运动，西装还允许人类感受到机器人的运动。例如，如果机器人开始倒下或失去平衡，人类会在西装上感到拉力。这使得人类能够调整和稳定机器人。

在进行的实验和测试中，人类能够成功地保持机器人的平衡，即使机器人在人类面前跳跃和原地行走。

麻省理工学院的博士后Joao Ramos开发了这种新方法。

“这就像背着一个重背包跑步 – 你可以感觉到背包的动态如何围绕着你移动，你可以正确地补偿，”他说。“现在，如果你想打开一个重门，人类可以命令机器人将其身体扔向门并推开它，而不会失去平衡。”

Ramos目前是伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的助理教授，他在《机器人科学》杂志上发表了这项研究。麻省理工学院机械工程系副教授Sangbae Kim是这项研究的共同作者。

该研究还得到了鸿海精密工业股份有限公司和Naver Labs Corporation的部分支持。

之前的工作

Kim和Ramos此前曾开发过两条腿的机器人HERMES（高效机器人机制和电机系统），并曾研究过使其能够通过远程操作模仿操作员的方法。根据研究人员的说法，这种操作方式具有人性化的优势。

“因为你有一个人可以在飞行中学习和适应，机器人可以执行它以前从未练习过的动作[通过远程操作],”Ramos说。

HERMES能够执行某些动作，例如将咖啡倒入杯中，使用斧头砍木头，并使用灭火器灭火。这些动作需要使用机器人的上身，算法将机器人的肢体定位与操作员的定位相匹配。HERMES之所以能够执行高影响力动作，是因为它被固定在原地，这使得保持平衡变得容易。采取任何步骤可能会导致机器人倒下。

“我们意识到，要产生高力或移动重物，只是复制动作是不够的，因为机器人很容易倒下，”Kim说。“我们需要复制操作员的动态平衡。”

小赫尔墨斯

该团队开发了小型HERMES，它是原型的缩小版。机器人大约是成年人的三分之一大小。它被设计成具有躯干和两条腿，专门用于测试依赖于下肢的动作，包括运动和平衡。

小型HERMES使用远程操作，操作员穿着一件用于控制机器人的西装。

模仿人类的动作是一回事，但模仿平衡更困难。该团队确定平衡包含两个主要方面，即人的重心和中心压力。

Ramos发现，人的平衡由重心与中心压力的关系决定。

在压缩数据和开发了几个模型之后，他们开始进行测试。他们最终找到了一个可以在小型HERMES上使用的模型。

小型HERMES可以通过西装控制，Ramos可以感觉到机器人的动作。其中一个测试涉及小型HERMES被锤子击中，Ramos感到西装向机器人移动的方向拉动。当Ramos抵抗运动时，机器人跟随，允许它保持平衡并避免倒下。

Kim和Ramos计划继续开发全身类人形机器人。他们希望有一天它能够在灾区操作，帮助救援任务。

“现在我们可以打开重门或抬重或抛重物，同时保持适当的平衡通信，”Kim说。