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当机器人有了感知:MIT研制出不依靠摄像头和传感器的机器狗

麻省理工学院的工程师们发明了一种盲人机器人,它可以通过触觉来移动,不需要传感器和摄像机。麻省理工学院(MIT的猎豹 3 号以一种工程师们称之为「盲目运动」的方式移动,这意味着它在一个环境中「感觉」它的路径:团队把它比喻成一个人在漆黑的房间里穿行。

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麻省理工学院机械工程学副教授、设计这款机器人的 Sangbae Kim 说:「视觉可能会很吵,有一点不准确,有时还无法实现。如果你太依赖视觉,你的机器人必须非常精确地定位,最终会很慢。」「我们希望机器人更多地依赖触觉信息。」通过这种方式,它可以在快速移动的同时处理意想不到的障碍。它的四足动作类似于互联网上最受欢迎的波士顿动力机器人:展示了它在没有摄像机或事先不知道地形的情况下爬上楼梯的画面。

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猎豹 3 在没有传感器和摄像头的情况下飞行。通过使用两种新算法:一种用于「接触检测」,另一种用于「模型预测控制」,这些能力得以实现。接触检测算法允许机器人选择一条给定的腿在地面上行走的最佳时间,而不是在空中摇摆。例如,它使机器人对踩在轻树枝上和踩在坚硬的岩石上的反应不同。没有算法,机器人在路径上遇到障碍物后无法恢复平衡。2a39ff76e9ad04e9

研究人员认为,这个算法的真正意义在于如何确定迈出脚步的安全的时间。如果人类闭上眼睛迈出一步,我们就有了一个关于地面可能在哪里的心理模型,并且可以为此做准备。但我们也依赖于触摸地面的感觉。研究人员说:「我们在某种程度上也在做同样的事情,通过合并多个(来源)信息来确定过渡时间。」

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当传感器不在图像中时,该算法利用陀螺仪、加速度计和腿部位置的数据来计算何时从摆动过渡到步进。机器人攻击后可以恢复平衡。第二种算法,用于模型预测控制,预测一旦与地面接触后,一条腿应该施加多大的力。「接触检测算法会告诉你,‘现在是在地面上施力的时候了,」 Kim 说。「但一旦你在地面上,现在你需要计算出要施加什么样的力,这样你就能以正确的方式移动身体。」这种算法还能让机器人从被推的攻击中恢复过来——它能快速计算出产生的反作用力的大小,以恢复平衡,并在被告知去的地方继续移动。

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这些进展将对需要在不平整的地形或难以触及的远程控制区域工作的机器人有用。除了机器人昆虫和可食用无人机等新技术,它们还可以应用于灾区。麻省理工学院团队将于 10 月 1 日至 5 日在马德里举行的智能机器人国际会议上展示猎豹 3 。在未来,他们计划向机器人添加摄像头,但他们想要进一步发展它的盲目运动能力。 「当我们增加视野时,即使可能给你错误的信息,这条腿也应该能够处理(障碍),」 Kim 说。「因为如果它踩到摄像机看不到的东西怎么办?」它会做什么呢?」这就是盲目运动的作用所在。我们不希望过于相信自己的愿景。

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研究小组选择限制机器人通过摄像头和外部传感器(通常是人工智能的视觉工具)感知周围环境的能力,以增强其导航能力。它还展示了在崎岖的户外行走,在跑步机上跑步,跳跃,在移动中旋转,以及在被推来推去或猛拉之后重新站稳:

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图片来源:Dezeen

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留下评论 全部评论(2)

  1. 18680660979

    给设计癖提个建议,能否把排版改善一下,字体放大,间距增加,这样阅读更轻松

  2. 18680660979

    不依赖视觉,依靠触觉,这个思路很新颖,希望有更近一步的突破,不过我更期待的是触觉和视觉相结合的方案。