過獨木橋，踩亂磚塊，走貓步，這是波士頓動力的 Atlas 機器人最新學會的能力！在美國人類與機器認知研究所（IHMC）新算法的支持下，Atlas完成了“最難行走實驗”，成功走過了亂石塊、獨木橋式的狹窄通道等復雜地形。

波士頓動力的Atlas機器人會過獨木橋了！

近日，IHMC Robotics發(fā)布了一段相當震撼的新視頻，視頻中，波士頓動力的Atlas機器人(DRC版本)在小心翼翼地、自主地走過各種物體，包括懸空的木板和搖晃的磚塊。

在搖晃的磚塊上走

走獨木橋也不在話下

磚塊看起來搖搖晃晃，木板橋的寬度比它自己的腳看起來寬不了多少，Atlas要走模特兒一般的“貓步”，難度還是不小的。

在視頻描述中，IHMC稱，Atlas機器人已經(jīng)能夠通過自主規(guī)劃在狹窄的地形上行走。

Atlas機器人由波士頓動力公司制造，但IHMC Robotics編寫了控制、感知和規(guī)劃算法，使機器人具備了視頻中展示的靈活性。

DRC(DARPA機器人挑戰(zhàn)賽)版的Atlas機器人使用系繩作為外部驅(qū)動，理由是：大型機器人容易大量耗電，而且系繩也有安全帶的作用，可以防止機器人在測試時摔到地面。DRC參賽機器人都在其內(nèi)部安裝有很重的電池包，這對于保持行走平衡來說是一大不利因素。

Atlas機器人高約1.83米，重約149～181千克，全身有多達28個液壓關(guān)節(jié)，其原型是PETMAN機器人。

磚塊的寬度與機器人腳板寬度差不多

IHMC稱，機器人利用激光雷達感知地形，并繪制平面區(qū)域的地圖。路徑規(guī)劃算法將平面區(qū)域中機器人的足跡規(guī)劃到由操作員制定的目標位置。

目前，機器人在這種地形上走路的成功率約為50%。

IHMC的研究人員計劃通過使用角動量增加平衡，并更好地考慮關(guān)節(jié)的運動范圍來提高成功率。

“交叉步”使機器人結(jié)構(gòu)不太穩(wěn)定

機器人在狹窄的地形上行走是很困難的，因為有時候要走“交叉步”，由于機器人髖關(guān)節(jié)的運動范圍有限，并且當一只腳跨到另一只腳的正前方時會造成一個小的多邊形支撐，導致結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定。

重新編程軟件，教Atlas像人類一樣直腿走路

IHMC全稱佛羅里達人類與機器認知研究所，是佛羅里達州立大學系統(tǒng)的非營利性研究機構(gòu)。IHMC的研究領(lǐng)域包括：人形機器人、雙足機器人控制技術(shù)、生物啟發(fā)的腿式機器人、人機系統(tǒng)設計、可穿戴式外骨骼設備等。

2015年，IHMC Robotics在DARPA機器人挑戰(zhàn)賽(DRC)獲得第二名的好成績，抱回100萬美元獎金，使用的是波士頓動力公司提供的Atlas硬件。

之后，IHMC繼續(xù)對Atlas機器人進行編程升級，希望教它“像人類一樣走路”，獲得靈活性和控制能力。

機器人使用吸塵器有模有樣

靈活性例如——做家務。他們公開的視頻展示了機器人掃地、使用吸塵器清潔地板、搬動、整理倉庫中的工具，將瓶瓶罐罐放進垃圾桶等。

不過，視頻是以20倍速播放的，實際的話Atlas的運行速度要慢得多，要在每一步停下來，思考和等待命令，然后執(zhí)行每個任務的程序。

讓機器人直腿走路

人形機器人有著非常獨特的走路方式。他們的膝蓋彎曲，軀干盡可能保持不動，波士頓動力的Atlas機器人也采用這種蹲伏式的走路方式，因為腿保持彎曲狀態(tài)可以防止跌倒。

讓我們看一下Atlas是怎樣走的：

這種步態(tài)在人形機器人中非常常見，甚至已經(jīng)成為機器人的“正?！辈綉B(tài)。

但人類不是這樣走路的。我們走路時腿會有直著的時候，每一步都鎖住膝蓋，因為這樣可以更好地支撐我們的重量。你可以自己試一試，學機器人那樣一直彎曲著雙腿走路會很累。

IHMC的機器人專家們試圖通過教Altas像人類一樣走路來解決這個問題。除了提高類人機器人的效率外，更自然的步態(tài)還能讓它們變得更加靈活，能夠應對更多崎嶇的地形。

讓機器人走路更像人

為此，IHMC開發(fā)了一種新的全身控制框架，驅(qū)動控制器使機器人的腿伸直，而不需要腿對地面施加更多的力。

從背后看，可以明顯看到機器人膝蓋有彎曲和直立的動作，步態(tài)更像人類

在實際的測試中，Atlas能夠在各種地形上行走，甚至能夠在腿挺直的情況下對輕度的攻擊做出反應。