伯克利單腿跳機(jī)器人迎來新升級 即將在ICRA2019會(huì)議上亮相

加州大學(xué)伯克利分校數(shù)年前研發(fā)的獨(dú)特的單腿跳機(jī)器人Salto，近期迎來了新的升級，而且即將在ICRA2019會(huì)議上亮相。

IEEE Spectrum上就有一篇最新進(jìn)展的介紹，在很多人的眼中，加州大學(xué)伯克利分校的Salto從2016年以來就是他們最喜歡的機(jī)器人之一，然后在后來的機(jī)器人技術(shù)突飛猛進(jìn)的幾年里Salto就開始顯得有點(diǎn)過時(shí)了。

雖然它保持著和第一代的Salto相同的原理，但一系列的升級賦予了它更多動(dòng)態(tài)操作能力。

原始的Salto能夠二連跳。2017年添加的推進(jìn)器為它提供了將多個(gè)跳躍連接在一起所需的控制。在去年的IROS上，研究人員們對一個(gè)控制器進(jìn)行了改進(jìn)，讓Salto具有了進(jìn)行精確跳動(dòng)需要的智能，這樣它就可以躍過一系列垂直障礙物（或者更多）。

為了讓Salto能夠自行保持直立且完好無損，它必須在有動(dòng)作捕捉的環(huán)境中跳躍。這就帶來了很大的限制，研究人員們自己也知道它只能是一個(gè)看起來很酷的研究項(xiàng)目，或者能拍出一些吸引眼球的視頻，除此之外就沒有什么用了。

在今天的ICRA會(huì)議上，加州大學(xué)伯克利分校的機(jī)器人專家Justin Yim和Eric Wang（來自Ron Fearing的仿生微系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室）展示了Salto的最新版本，這個(gè)版本添加了完全消除動(dòng)作捕捉系統(tǒng)所需要的傳感和計(jì)算能力。在實(shí)驗(yàn)室外，你想要它跳多少下，Salto就能跳多少下，完全在室外也可以。

Salto不是自動(dòng)跳躍的，因?yàn)樗鼪]有任何機(jī)載遙感，Justin一直在“驅(qū)動(dòng)”著這個(gè)機(jī)器人，讓它始終在人行道上，并讓它避開障礙物。跳上臺(tái)階也是人為驅(qū)動(dòng)的，論文中對運(yùn)動(dòng)序列的描述提醒我們，為什么讓人類控制機(jī)器人不是一個(gè)好主意：

人類操作員指引機(jī)器人跳到合適的位置，然后沿直線前進(jìn)到0.43m高的臺(tái)階上。機(jī)器人被指引著往右上方跳，然后再往左邊。在人為錯(cuò)誤指引機(jī)器人往左邊跳進(jìn)灌木叢之前，這個(gè)過程總共持續(xù)了19s。

新型機(jī)載姿態(tài)估計(jì)與跳變控制系統(tǒng)（也叫作SHOVE,用于滑跳方向和速率估計(jì)）已經(jīng)足夠穩(wěn)健，即使在像海綿這種柔軟的臺(tái)面上，Salto也能夠連續(xù)跳動(dòng)。它利用了航位推算去估計(jì)每一次的跳動(dòng)后位置的變化，即使在幾分鐘內(nèi)跳了300下，這個(gè)估計(jì)值也只在1-2米之間浮動(dòng)（代表每次跳躍的誤差都低于1cm）。

然而，現(xiàn)在棘手的部分是如何精確地評估Salto的姿態(tài)，我們假定研究人員說的“姿態(tài)”是指它的方向（而不是它有多“激進(jìn)”）。姿態(tài)評估錯(cuò)誤相差約1度，每個(gè)跳躍之間就有約0.5m的誤差，這意味著，在實(shí)踐中，Salto不能夠精確地計(jì)劃它的跳躍，去讓它能夠好好地爬樓梯，不被摔下來。

不過，這項(xiàng)工作已經(jīng)在進(jìn)行中，研究人員期望更高的精度估計(jì)和控制能讓機(jī)器人在更多樣的表面上跳躍，像樓梯，家具以及其他外露物，或是像室內(nèi)軟裝、自然植物這種柔軟的基底。

研究人員告訴我們，除了可能要升級發(fā)動(dòng)機(jī)和電池讓它能夠有更大的跳躍力，運(yùn)行得更久，Salto的硬件現(xiàn)在已經(jīng)足夠用了?，F(xiàn)在的研究重點(diǎn)是新的行為，研究人員已經(jīng)有想法了，他們打算給Salto增加一些有抓力的腳，讓它能夠從地面一下跳到樹枝上。教授Ron Fearing在視頻中提到，那些“腳”和“手”會(huì)是一個(gè)相當(dāng)大的升級，他還表示他依舊很喜歡Salto。