被波士顿动力Atlas震惊无数次之后,我们欠ASIMO一个头条报道

2018 年 4 月 11 日 机器人大讲堂 堂博士


提到最先进的人形机器人,在很到人眼里非Atlas莫属了。Atlas的后空翻,Atlas的雪地探险,甚至是Atlas走路时由于液压驱动发出的‘扑哧扑哧’的响声都让人震惊不已、喜忧参半。但报道了Atlas这么多次,我们似乎也都有点忽略了与它齐名的ASIMO人形机器人了。



几天前,有日本网友总结了一条ASIMO机器人成长的视频,并被IEEE SPECTURM采纳发表在其网站上。视频将这款能追溯到1986年的人形机器人彻底的追忆了一遍,也将这个被很多人忽略了大男孩ASIMO拉回到了人们的视野。



要知道ASIMO在某种程度上代表了日本人形机器人的最高水平,很多人称ASIMO和Atlas分别代表了现代电机控制和液压控制人形机器人的巅峰。虽说ASIMO很多地方没有Atlas震惊世人,但光凭拥有26个自由度的两只手,便足以证明它的实力了。



ASIMO的原型可以追溯到1986年(在看文章的你估计那时候都没有出生吧?),在很多人对机器人都没有太大概念时,日本那个人口极度匮乏的国家已经想到着手研发人形机器人以便未来能服务人类了。那时候的机器人命名为Experimental Model 0(简称E0),E0耗时3个月便完成了,主要以先研究能够自主移动的腿部为主。下面的动图并不是慢动作,而是当时的E0确实是以极其缓慢的步态才能行走。



1987年,本田的工程师们研制出了E1,当时的E1已经拥有所有人类腿部的自由度,并有意识的复制了人的脚踝关节(这个关节对人和动物的行走稳定度起到了很大的作用)和胯关节。



通过记录人体行走时各个关机的运动模式的大量数据,并在E1机身上配置先进的计算机模仿人类步态,此时的E1已经可以以0.25km / h的静态速度向前行进。



在E1的基础上,本田的研究人员又尝试更换不同的电机与轴承,使E2的行驶速度达到了1.2km / h的速度。



到1991年,腿足机器人的形式速度达到3km / h,并被命名为E3。但此时的E3只能在平坦的地面上行走,稍微有点障碍它都会摔倒。



研究人员发现,因为E3的脚是由一整块金属制成的,没有人类的脚趾和足弓等部位完成相应的抓地和减震等功能。所以在E3的基础上,做了相应工作的E4应运而生,且研究人员也研究人类在面对抖动时腿部的反应动作。E4也增加了膝盖的长度,能以4.7km / h的速度快速行驶。



到E6时,机器人已经在保持稳定的前提下,完成上楼梯的任务了,当时的时间最晚也是1993年。可想而是ASIMO要比Atlas早多少年了。



当机器人的腿部已经开发达到让人满意的程度,1993年之后,本田的研究人员开始模仿人类的上肢,Prototype Model 1(简称P1)便在这个时候研发出来,它的典型特点是上身安装了两个摄像头,能够感知周围的环境。手部也有了具有几个自由度的抓手,能够抓住一些物品。P1身高1.9米多,有175公斤重。在训练中它可以打开和关闭外部电器和电脑开关,通过腿部和胳膊的配合完成开门和拿起东西的动作。



1996年P2亮相,此时的P2已经震惊了世人,这是世界上第一个自我调节的双腿人形生物步行机器人。身高1.8米体重210kg,使用无线技术,躯干装有计算机,电机驱动器,电池,无线电收音机和其他必要设备。P2的步行,上下楼梯,推车和其他操作均无需电线即可实现,从而实现独立操作。



1997年,研究人员通过更换部件材料和分散控制系统来减小尺寸和重量。 身高1.6米体重130kg,其较小的尺寸更适合在人类环境中使用。到2000年尺寸进一步减小的ASIMO发布,从此这款伟大的机器人诞生了。



和日本人的性格很有关系,一步步谨小慎微的向前行进,从2000到如今也已经有将近18年的时间,这18年间,ASIMO已经研发到第三代,这其中肯定也是有很多进步的,但是可能本田的研究人员更加注重的是细节,以便为这种机器人能够好的融入人类社群,服务人类。每一代的更新都没有达到使人震惊的地步。



如今的ASIMO身高1.3米,体重48公斤,差不多是一个少年的高度和重量,而且声音配置是一个小男孩的声音,这给使用它的人以很高的亲切感。速度在0-9km/h,基本涵盖了人类步行和跑步的速度,可爬楼梯、可下台阶,这是大部分人行机器人做不到的。



它更灵活,可走8字形路线,应对一些复杂路况,之所以能实现是因为它可实时预测下一个动作并提前改变重心;可以弯腰拿东西、可以握手挥手等肢体动作,第三代具有高达57个自由度——自由度代表着机器人的动作能力。



可以灵活地转弯和掉头,因为具有防打滑、防旋转、冲击吸收和重心调节技术,它可以快速奔跑,可以单脚站立。



通过大量传感器它可以根据人类声音和手势从事相应动作,可跟同行人保持速度一致,还能绕开行人和障碍物,具有基本的记忆和辨识能力。



ASIMO还曾与奥巴马一起踢过球,它罚点球的姿势与人类非常相似。



在日本人眼里,ASIMO就是未来在你家里帮你煮饭、打扫卫生、在你工作是递上热咖啡的机器人。它甚至是你上街时替你拎包、劳累时载你回家的陪伴机器人。总是ASIMO完全是以服务人类而准备的。而Atlas是为军工而生,这一点上ASIMO给人的好感度就会更强。



目前ASIMO目前全球只有100多套,并没有对外公开发售,只是用作研究。不过它的制作成本不菲,有报道称一台ASIMO造价在300-400万美金之间,也是很多人买不起的吧。有人说Atlas的出现,使ASIMO没落了,但ASIMO的应用场景远远大于Atlas。未来ASIMO可能还会以缓慢的速度前进,但这些缓慢的进步或许标志着家庭服务人形机器人的进步。

 

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