AI|人形机器人登Sicence子刊封面:走钢丝玩滑板,还会飞上天

美国加州理工学院的研究人员开发出了一种双足机器人,结合了双足行走与飞行两种运动姿态,使其具有异常的灵活性,能够进行复杂的运动,如滑滑板、走钢丝等 。

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▲LEO沿系在树间的绳索行走
这个机器人设计灵感来自于鸟类在行走与飞行之间产生的各种行为,研究人员将其命名为LEONARDO(“legs onboard drone”无人机上的腿,简称LEO) 。LEO能够通过多关节腿和基于螺旋桨的推进器,实现对自身平衡的精细控制 。
研究人员在研究论文中称,得益于它的混合运动能力,LEO能够执行人类和传统机器人难以执行的各类任务 。高空作业将是LEO最合适的应用之一,如高压线路的检修、高空桥梁喷涂油漆等 。
这项研究于本周三发表在Science子刊Science Robotics上,并登上了该期刊本月的封面 。论文题目为《A bipedal walking robot that can fly, slackline, and skateboard(一种双足行走机器人,可以飞行、走钢丝和滑板)》 。

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论文链接:
https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.abf8136
01.
改变传统运动方式,让机器人能跑也能飞
现有的机器人大多都可以在地面或空中进行运动,却几乎没有同时拥有这两种运动方式的机器人 。此外,现有的机器人也很少具有执行复杂任务的能力 。
地面机器人具有腿式、轮式、爬行式等多种形式,其中双足机器人因具有人类的外观,能够像人类一样行走、奔跑、跳跃等而备受关注 。但是地面机器人的移动很容易受到崎岖地形的限制,同时其应用范围也限于地面附近,很难从事高空工作 。
飞行机器人能够无视各类崎岖地形,从事遥感、交付、搜救、巡检等空中工作 。但是其自身的缺点也十分明显,比如能耗大、飞行时间短、荷载量有限等 。此外,空中机器人在空中工作时因需要首先照顾自身的稳定性,因此其与物体进行物理交互时与地面机器人相比要更加困难 。
研究人员将这两种机器人的优势相结合,让LEO能够结合步行与飞行两种运动模式进行混合运动,通过切换不同的运动方式来适应各类崎岖地形 。

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▲LEO走到台阶前并飞下台阶
02.
身高75厘米仅有5斤重,肩扛4个螺旋桨
LEO的重量为2.58公斤,行走时的整体高度为75厘米 。它主要由躯干、螺旋桨推进系统和两条带尖脚跟的腿三部分组成 。
为了使其足够轻量化,LEO的腿部结构采用碳纤维管和3D打印碳纤维增强尼龙关节来支撑滚珠轴承 。它的两条腿是对称的,每条腿都有3个伺服电机,一个位于骨盆处,另外两个位于髋部的前后,三个伺服电机共同控制腿部的运动 。

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