能夠執(zhí)行定義高級物理動作(如步行，跳躍和導(dǎo)航地形)的復(fù)雜動作的機器人的價格可能高達50,000美元或更多，這使許多人無法進行現(xiàn)實世界的實驗。

現(xiàn)在，位于紐約州蒂賓根和斯圖加特的紐約大學(xué)丹東工程學(xué)院和馬克斯·普朗克智能系統(tǒng)研究所(MPI-IS)的合作團隊設(shè)計了一種成本相對較低，易于組裝的四足機器人可以升級和修改的名為“ Solo 8”的機器人，為預(yù)算有限的團隊(包括初創(chuàng)企業(yè)，小型實驗室或教學(xué)機構(gòu)的團隊)打開了進行復(fù)雜研發(fā)的大門。

研究人員的工作“用于腿部運動研究的開放式扭矩控制模塊化機器人體系結(jié)構(gòu)”已在機器人技術(shù)與自動化快報上發(fā)表，該論文將于本月晚些時候在ICRA(國際機器人技術(shù)與自動化國際會議)上發(fā)表。領(lǐng)先的機器人會議，將以虛擬方式舉行。

該團隊由紐約大學(xué)丹頓分校電氣和計算機工程以及機械和航空航天工程副教授Ludovic Righetti帶領(lǐng)，與紐約大學(xué)丹頓分校的機器運動實驗室的合作者以及MPI-IS的研究小組合作，設(shè)計了該設(shè)備。使得更廣泛的機構(gòu)和實驗室可以更容易地進行機器人研究和教學(xué)，并且通過使用相同的開源平臺，允許研究人員匯編比較數(shù)據(jù)，這是邁向機器人技術(shù)快速進步的關(guān)鍵一步。

Solo 8的功能(包括扭矩控制的電動機和活動關(guān)節(jié))使它的行為像更昂貴的機器人一樣：例如，它可以執(zhí)行跳躍動作，以多種配置和方向行走，并在恢復(fù)姿勢后恢復(fù)姿勢，姿勢和穩(wěn)定性。翻倒了。此外，Solo 8的所有組件都可以3D打印或在商店中購買，并且根據(jù)BSD 3條款許可，可在線免費獲取構(gòu)造文件，從而使其他科學(xué)家在原型設(shè)計時可以利用模塊化設(shè)置。并開發(fā)自己的技術(shù)。

該機器人可以在以下領(lǐng)域進行研究：

探索基于動物的肢體運動以及在實驗室表面，礫石，土壤，沙子，泥土和其他此類地形上的運動

強化學(xué)習(xí)以應(yīng)對復(fù)雜而動態(tài)的行為，包括那些將性能推向壓力極限的行為，而這對于使用昂貴的平臺而言過于冒險

動態(tài)運動(包括跑酷風(fēng)格的行為)，很少有機器人可以執(zhí)行

操縱環(huán)境(例如打開門或按下按鈕)

機器人與先進通信技術(shù)的集成(該團隊正在與紐約大學(xué)無線學(xué)院進行NSF資助的研究，以通過5G無線進行獨奏控制)

該項目由開放動力機器人倡議(Open Dynamic Robot Initiative)主持開發(fā)，于2016年由Righetti和MPI-IS研究人員機電工程師Felix Grimminger和動態(tài)運動研究小組負責(zé)人AlexanderBadri-Spröwitz共同發(fā)起。它最初由Righetti的ERC起始資金資助，然后由幾個MPI-IS的基層項目和美國國家科學(xué)基金會資助。

一步一步，四足機器人要去的地方

MPI-IS的研究小組負責(zé)人Righetti除了在Tandon的職責(zé)外，還說：“已經(jīng)有許多大學(xué)與我們聯(lián)系，并希望復(fù)制我們的機器人并將其用作研究平臺。” 他解釋說，MPI-IS的經(jīng)驗推斷部門最近使用了這一概念來構(gòu)建可以操縱物體的機械手指。

他繼續(xù)說：“我們的機器人平臺是快速原型制作和構(gòu)建高性能硬件的重要基礎(chǔ)。” 作為回報，我們受益，因為其他研究人員可以為該項目做出貢獻;例如，法國LAAS-CNRS的同事開發(fā)了一個電子板，以幫助通過WiFi與機器人進行通信。此外，可以快速測試復(fù)雜的控制和學(xué)習(xí)算法在平臺上，減少了從構(gòu)思到實驗驗證的時間，這大大簡化了我們的研究，我們的開源方法使我們可以將算法與其他實驗室進行比較。在我位于紐約的實驗室中，我們開發(fā)了非常有效的運動優(yōu)化算法，但是在一個復(fù)雜而笨重的機器人上進行測試對于一些研究人員而言可能只需花費半年的時間，而使用Solo則可以輕松完成。

無需重新發(fā)明輪子

Badri-Spröwitz說：“要讓一個研究小組自己開發(fā)這種機器人，就需要花費四年的時間。” “此外，您還需要廣泛的專業(yè)知識。我們的平臺是幾個團隊的綜合知識?，F(xiàn)在，全球任何實驗室都可以在線，下載文件和打印零件，并從目錄中購買剩余的零件。每個人都可以添加額外的功能，再過幾個星期就可以完成。您已經(jīng)擁有了世界一流的機器人。”

他補充說，估計價格為幾千歐元的機器人，自制且易于調(diào)整以滿足個人研究目標(biāo)，與商店購買的有腿機器人相比，這對于更多的研究人員和講師來說更容易使用。

Grimminger說：“ Solo具有一些我們將來有興趣探索的新穎功能。” “例如，它具有廣泛的運動范圍。當(dāng)機器人摔倒在后時，它可以以其他方式配置腿并站起來。或者可以從24厘米的站立高度跳到65厘米。 ”

得益于扭矩控制電機，該機器人實現(xiàn)了類似彈簧的行為，在動物腿部表現(xiàn)出類似肌肉和彈性腱的作用。

“請注意，機器人使用的是虛擬彈簧，而不是機械彈簧。作為虛擬彈簧，可以對其進行編程。例如，您可以將彈簧的剛度從軟調(diào)節(jié)到硬，這很有趣，因為我們看到人和動物的剛度變化，并具有調(diào)整后的剛度，該機器人可實現(xiàn)自適應(yīng)且魯棒的運動行為，”Badri-Spröwitz補充道。

Solo 8的重量剛剛超過2公斤，提供了非常高的功率重量比。大多數(shù)四足機器人重得多，因此在研究環(huán)境中更危險，更難操作。現(xiàn)在，由于重量輕，學(xué)生可以更輕松，更安全地操作機器人，甚至可以將其裝在背包中，以運送回家或參加會議。

機器人的名稱中帶有數(shù)字八，表示其八個活動關(guān)節(jié)：每個機器人腿都可以改變角度和長度。但是，最近完成了新版本的測試，并以12個自由度(每條腿三個)進行了首次測試?，F(xiàn)在，新機器人也可以側(cè)身行走。

Badri-Spröwitz說：“由于具有額外的自由度，它將具有更多的通用性，并能夠顯示更多有趣和復(fù)雜的行為。”