隨着機械人研發技術門檻逐漸降低，越來越多消費者看來十分"然並卵"機械人被發明出來——剪刀石頭布百勝零敗的機械人、會跳鋼管舞的機械人、陪你喝酒的機械人。近日，麻省理工學院（MIT）和馬薩諸塞大學阿默斯特分校的研究人員最近設計了一個新的仿人機械人，可以進行後空翻和其他雜技動作。
創建能夠進行雜技動作（如翻轉或旋轉跳躍）的機械人具有極高的挑戰性。除了硬件設計十分複雜之外，完成雜技動作這一任務對於運動規劃器和控制算法設計來說也難度不小。
為了執行高動態行為，機械人通常需要有效地利用執行器。然而，大多數現有的機械人設計並沒有完全解決與硬件有關的難題，例如在高扭矩/高速度運動中可能出現的電壓下降。
開發機械人軟件和控制器的研究人員之一 Donghyun Kim說道，"在這項工作中，我們試圖提出現實的控制算法，使真正的仿人機械人執行雜技行為，如後/前/側翻，旋轉跳躍，以及跳過障礙物。"
為了做到這一點，Kim和他的同事開發了一種新的方法，可以在運動規劃和控制期間處理與高動態機械人行為相關的約束。與他們提出的仿人機械人設計相結合，這種方法可以實現更多的動態運動，如雜技表演。
Credit: Chignoli et al
這個機械人由一個執行器感知的 Kino-動態運動規劃器和一個着陸控制器支持。在 arXiv上預先發表的一篇論文中提出的這一設計，可以使仿人機械人進行後空翻和其他雜技動作。
這一新的人形機械人與過去開發的其他人形機械人之間最明顯的區別是執行器。新的執行器具有高度可逆驅動、快速準確的扭矩控制和緊湊堅固的外形尺寸。
儘管會表演雜技的機械人對於消費者來說實際用途不大，但這代表了機械人技術的一大進步。"執行動態運動對機械人來說是一種挑戰，因為它們的操作者必須首先了解硬件和軟件之間的關聯，"Kim說，"在這項工作中，我們試圖根據積累的機械人硬件經驗和知識，在我們的控制算法中解決動態運動時的關鍵硬件限制。"
在未來，麻省理工學院的仿人機械人可以證明在完成廣泛的複雜任務方面具有很高的效率。同時，研究人員計劃在現實世界的場景中測試他們的設計、運動規劃器和控制算法。
