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德国开发滚轮机器人RollinJusti

2020/02/15 来源:宁夏信息港

导读

德国开发滚轮机器人Rollin Justin:冲咖啡、擦桌子、刷杯子等家务活全包你是否设想过让机器人帮你冲一杯热腾腾的咖啡?经过N年

德国开发滚轮机器人Rollin Justin:冲咖啡、擦桌子、刷杯子等家务活全包

你是否设想过让机器人帮你冲一杯热腾腾的咖啡?

经过N年的技术改进和训练,

德国航空航天中心(DLR)开发的一款滚轮机器人

终于会冲咖啡了!

这个机器人还有个挺酷的名字——Rollin Justin!

看他精确地控制用量并娴熟的抖咖啡粉——

航天局研发的机器人难道不是用来探索宇宙的吗?

为啥是冲咖啡这样的“小事”?

No No No

冲咖啡对机器人来说可不是件小事,

而且很难!

难度不在于如何识别咖啡或茶,

而是冲咖啡其实是一个十分精细的动作,

尤其是拧开咖啡罐这个动作,难度很大,

这需要机器人的指头十分灵活,

并且双手配合十分默契……

擦桌子

涮杯子

扫地

家务活统统承包的既视感——

RollinJustin在DLR开发的轻型机械臂和机械手的基础上研制而成,

手臂轻巧、柔软且受控,

能通过视觉和触觉进行精细、灵敏的动作,

他会视操控动作的不同,

较松或较紧地协调手臂和手的动作。

像抓起像木箱之类的大型物体时,

两个手臂会紧密地协调工作。

而在抓起草莓的过程中,

手指中的扭矩传感器会确保不会将草莓挤碎。

Rollin Justin上半身还可自由旋转43度,

共有51个关节,

如果你向他抛去一只球,

他能通过视觉反馈计算并预测出球的运动轨迹,

然后伸出他那拥有四个指头的机械手将球握住。

如果向他同时抛去两只球,

他也能准确地接到。

这种空间识别和眼手协调能力是不是很让人惊叹!

这也意味着,

除了端茶递水,他还可以和人们做游戏

有关专家表示,

这是家用机器人领域的重大突破。

这意味着家用机器人将越来越成熟,

未来可能帮助人们完成日常家务或在仓库里搬送物品

终能够完成人类保姆所能做的所有事情——

通过旋转和移动底座还可扩大贾斯汀的抓取范围,

他的底座装有4条独立的、可灵活伸缩的机械腿,

这与人通过身躯和腿的运动扩大活动半径相类似。

当执行“大幅度”动作时,

Rollin Justin 可以伸展开腿,扩大底盘范围,

需要穿过狭窄通道时,再缩回腿。

此外,Rollin Justin 也可与人和周边环境进行互动。

当触碰到物体或者人时,

它可以感知并立即中止动作,

或者询问是否应继续工作。

通过集成的语音识别系统,

他还可识别约100个单词

且能将其组成有意义的短语。

通过内置摄像头,

也能采集周围环境信息并识别目标,

从而调整自己的运动方向。

贾斯汀还有一个同伴,

是个女性机器人,和他拥有同样的能力。

如果把他们连上iPad,

使用者可以通过iPad控制他们的移动。

他们可以为行动不便的人完成很多事情。

有人说,与人类保姆相比,

他们不会糊弄用户,

不会感到疲倦,

更不会情绪低落或无端发脾气——

当然,贾斯汀作为德国航天局的杰作,

也肩负着登上火星完成任务的使命——

去年八月底, 在一场公开实验中,

国际太空站的一位宇航员对贾斯汀进行了远程操控,

内容是探测并修复位于“火星”的太阳场。

所谓“火星”,其实是模拟火星环境建立的一个空间。

操作人是国际太空站的Paolo Nespoli,

在Nespoli的命令下,

Justin可完成移动、导航、静止、修复等任务。

Nespoli使用的并不是直接的远程操作,

而是用一台平板电脑来发送高级指令。

在一项任务中,

Nespoli使用平板来让Rollin Justin到达某个位置,

并让它从不同角度拍照。

另一项任务则是指引Rollin Justin抓取一根电缆,

并把它连接到数据端口上。

这种“平板电脑发送高级指令”的方法,

机器人学家将其称作“监控自主”方法,

监控自主能够处理难以预计的错误和限制,

比如交流滞后等。

在这种方法下,宇航员变成了机器人的监护人,

如果机器人在处理问题时遇到困难,

人类则能马上伸出援助之手,帮它顺利完成任务。

来自德国航空航天中心的Neal Y. Lii博士

是本次试验的首席研究员,

他表示这个实验的目的

是开发能够探测行星的先进人形机器人,

来助力未来的宇宙探索任务。

比如,在宇航员降落之前,

机器人可以先到火星表面建立必需的基础设施,

待设施建立好,宇航员再降落到火星表面。

欧洲航天局和NASA一致认为

这是让人类上火星的现实的方法。

由于采用了移动平台,

对机器人运动顺序至关重要的快速通讯是通过 EtherCAT 来实现,

与此同时,

TwinCAT PLC 自动化控制软件能实现精细控制。

研制Rollin Justin 时,

研究者还使用了第三方供应商成熟的硬件组件,

主要根据所需的目标功能和紧奏型设计来选择组件。

节省了大量耗时的研发工作。

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