今年我們看到了很多“機(jī)器狗”的新聞,比如在珠海航展上,“機(jī)器狗”搭載各種作戰(zhàn)裝備變成了“戰(zhàn)狼”,還有一只山東的“機(jī)器狗”馱著物資往泰山上運(yùn)。
這種“機(jī)器狗”就是四足機(jī)器人,技術(shù)已經(jīng)相對成熟了。但研發(fā)者們似乎并不止步于此,一個(gè)新的研究方向就是給機(jī)器人增添更多的“腿”,于是,六足機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生。
另外,近期有科學(xué)家透露,我國正在研發(fā)六足登月機(jī)器人。為什么偏偏是六條腿?六足機(jī)器人登月后又能做些什么呢?
在上海交通大學(xué)智能行走作業(yè)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室里,記者看到會跑步的六足機(jī)器人和導(dǎo)盲機(jī)器人。在這款導(dǎo)盲機(jī)器人上,視障人士通過盲杖能夠與機(jī)器人進(jìn)行交互,實(shí)現(xiàn)自主導(dǎo)航和牽引人避障的功能。上海交通大學(xué)重大裝備設(shè)計(jì)與控制工程研究所所長高峰介紹,目前導(dǎo)盲六足機(jī)器人已在上海進(jìn)行室內(nèi)外的示范性落地試用。他表示,與四足機(jī)器人相比,六足機(jī)器人的穩(wěn)定性和承載性更強(qiáng)。
上海交通大學(xué)重大裝備設(shè)計(jì)與控制工程研究所所長 高峰:就是因?yàn)槔ハx類都是六足,如果機(jī)器人沒有腰,做六足是合理的,如果機(jī)器人有腰,做四足、兩足更合理。但是大多數(shù)四足是沒有腰的,所以就帶來了控制上的一些問題。六足本身就像三腳架一樣,有三個(gè)腿著地,所以它身體六個(gè)自由度是完全可控的,有它的穩(wěn)定性、平穩(wěn)性,還有承載性。
據(jù)了解,高峰帶領(lǐng)的團(tuán)隊(duì)長期致力于六足機(jī)器人的研發(fā)。最開始,為了滿足救災(zāi)的需求,團(tuán)隊(duì)研發(fā)出了一款像章魚樣子的直腿行走的六足機(jī)器人。此后,又針對不同的應(yīng)用場景,研發(fā)出各式各樣的六足機(jī)器人。
上海交通大學(xué)重大裝備設(shè)計(jì)與控制工程研究所所長 高峰:六足我們可以說它是仿螃蟹、蜘蛛、昆蟲,還有章魚,根據(jù)功能,我們有4種類型的六足機(jī)器人。有的為了跑得快,就采用昆蟲的方式;有的底盤低就是蜘蛛的方式。螃蟹有橫著走的特點(diǎn),章魚類要求負(fù)重比較好,直腿的。汽車、裝甲車底盤的檢修都有可能出現(xiàn)蜘蛛類型。螃蟹是為了越野,也參加過一些越野比賽。救災(zāi)是直腿,也就是章魚類的。后來為了適應(yīng)各種環(huán)境,比如室外環(huán)境導(dǎo)盲、野外森林機(jī)器人等等,又做了昆蟲類的。
與四足機(jī)器人不同的是,六足機(jī)器人為我國原創(chuàng)。高峰所在的實(shí)驗(yàn)室誕生了全球第一臺有實(shí)際影響力和應(yīng)用功能的六足機(jī)器人。2021年至2022年,他們更是研發(fā)出冰壺六足機(jī)器人、滑雪六足機(jī)器人,在北京冬奧會的賽場上驚艷亮相。
上海交通大學(xué)重大裝備設(shè)計(jì)與控制工程研究所所長 高峰:在冬奧會上有兩款比較出奇的機(jī)器人,一個(gè)是打冰壺的,還有一個(gè)是滑雪。當(dāng)時(shí)也參與了冬奧會期間展示中國科技的項(xiàng)目,也就是冬奧專項(xiàng)。這兩款機(jī)器人做完以后,冰壺機(jī)器人在冰立方的奧運(yùn)賽場上表演,這個(gè)在國際上是沒有的,也是中國第一次六足機(jī)器人打冰壺。
高峰透露,目前,團(tuán)隊(duì)還在進(jìn)行登月機(jī)器人的研發(fā)工作。
上海交通大學(xué)重大裝備設(shè)計(jì)與控制工程研究所所長 高峰:在未來的月球機(jī)器人方面,也就是六足機(jī)器人上,我們做了著陸行走一體化的機(jī)器人,很快會在月面上出現(xiàn),這也是人類第一次腿式機(jī)器人上月球。成功之后,我們在航天領(lǐng)域會有一個(gè)質(zhì)的突破。
高峰表示,目前為止,還沒有機(jī)器人登陸月球。同樣是出于穩(wěn)定性和承載力的考慮,六足機(jī)器人更適合在月球開展探測工作。他透露,有望看到嫦娥七號探月任務(wù)首次攜六足機(jī)器人登陸月球。
上海交通大學(xué)重大裝備設(shè)計(jì)與控制工程研究所所長 高峰:六足機(jī)器人不是一般的行走,它是行走和著陸一體化,也就是說它會起飛,將來在月球上它飛起來,要連續(xù)落好幾個(gè)地方,起飛了以后再落下去,落下去了再起飛。一落下去以后就靠機(jī)器人行走來探測,比如取樣等等。也可能落到高山上,落到一個(gè)深坑里探測有沒有水。
與此同時(shí),記者了解到,浙江大學(xué)湖州研究院也在進(jìn)行六足機(jī)器人的研發(fā)。科研人員介紹,這批六足機(jī)器人同樣有著“直上九天”的夢想。按照設(shè)計(jì)思路,它們有望搭載高性能視覺輸入和自主導(dǎo)航系統(tǒng),在失重環(huán)境下行走于航天器表面,承擔(dān)輔助檢測、在軌維修等空間任務(wù)。其操作臂和支撐腿是一體化可變構(gòu)型設(shè)計(jì),能實(shí)現(xiàn)操作功能和移動功能的自由轉(zhuǎn)換。應(yīng)用于太空環(huán)境前,這批機(jī)器人還需先在高空環(huán)境歷練。不久的將來,我們將看到六足機(jī)器人在月球上自由行走,為人類揭開更多太空奧秘。