光熙论坛第751期:全尺寸双足人形机器人关键技术研究

2019-11-26 13:44

题目:全尺寸双足人形机器人关键技术研究

主讲人:冷晓琨 计算机学院博士研究生

时间:11月27日 下午3:00-4:00

地点:计算机学院综合楼820会议室

研究方向:机器人

内容:

相对于其他机器人,仿人机器人更容易适应人类的生活环境和人类使用的工具。 仿人机器人具有拟人的运动形式,可以适应更复杂路面、管道纵横、空间狭窄、以及上下台阶的地方,不需要对人类的生存环境进行改变。另外,仿人机器人能够使用人类使用的工具,如电钻、剪刀等工具,不需要对这些工具进行改造。因此,仿人机器人更适合在人类生活、工作的环境中与人类协同作业或者代替人类作业,而不需要专门对人类已经习惯了的生活、工作环境和工具进行大规模改造,大大节省了改造成本。

仿人机器人具有拟人的外观,具有更好的亲和性。人们不仅希望机器人能够代替他们工作,也希望机器人能成为与之交流的伙伴,为人们的生活增添乐趣。当一个机器人看起来与人自身外形相似时,容易使人们对它产生有好感、亲和感,满足人类情感上的认同。仿人机器人是人类从情感上容易接受的一种机器人形式,因此,能够与 人类和谐共处的仿人机器人应该是走进家庭的首选。

 

主要研究内容

(1)国内同类机器人,机体笨重、行走及运动速度缓慢,没有力控方案导致 抗干扰能力差。为了解决这个问题,研发关节具有力控功能的全尺寸机器人。全尺寸机器人在结构设计上充分借鉴了国外各种先进的机器人结构设计,参照了LOLA、Walkman、TORO和DURUS等机器人。为了减小腿部转动惯量、提高重心、降低关节重量,采用了先进的双连杆耦合结构。机器人在设计需求上的指标优于或超过国外同类机器人。

(2)基于步态仿真确定关节所需扭矩及速度,综合考虑扭矩、速度及重量,最终确定关节电气参数,定制关节电机及谐波参数。

(3)为了实现全尺寸机器人步态,基于倒立摆模型,进行了位控及力控步态算法仿真工作,在不同尺寸的Aelos和Telos机器人上进行了验证。

(4)为了提高步态的抗干扰能力,研究了捕获点控制,基于捕获点控制提前计算落脚点,以提高机器人稳定性。

(5)进行了机器人步态深度学习方面的研究工作,对深度学习算法进行改进,增加关节数据,使物理引擎更加符合机器人实际运行情况,尝试新方法生成机器人步态。以现有机器人为平台,研究了SLAM,并在Talos机器人进行了验证工作,为机器人自主行动打下基础。

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