腾讯RoboticsX实验室开发足轮一体化方案

 腾讯RoboticsX实验室开发足轮一体化方案

   2020年11月20日鹅厂官方宣布养狗。

  作为国内第一个能够完成走梅花桩这种复杂挑战的四足机器人,这只名叫Jamoca的机器狗的功夫非常了得。

  就在今天鹅厂带了一只狗Max来炫技!

  首款多模态四足机器人,采用自主研发的软硬件。

  在阳光明媚的日子里,马克斯将接受“铁狗五项”的挑战。

  先暖身吧。

  第一项,不走寻常路的Max轻松跨越了障碍。

  第二项是“低位过杠”。我看到麦克斯轻轻俯下身,轻松地钻到横杆下面。

  接下来是传统技能“跳高”。

  接下来,Max要为速度而战。俗话说“在崎岖的地面上用腿行走,在平坦的地形上用轮子行走”,据说轮子的最大速度可以达到25km/h。

  最后是一个“平稳性测试”,看这只狗的小脑是否发育。

  无论是被飞来的足球击中,跌倒后快速爬起来,还是做后空翻,都是一个字:稳!

  身手不凡的Max,其实是腾讯首款多模态四足机器人,软硬件自主开发。同样来自腾讯RoboticsX实验室,和机器狗Jamoca一样。

  据了解,Max采用的是脚轮一体的一体化设计,除了上述关键技能外,还可以双腿站立,索要新年红包(福利见文末)。

  那么,作为继Jamoca、会走梅花桩的机器狗、自平衡自行车之后腾讯RoboticsX实验室的又一项科研进展,Max涉及哪些关键技术?

  走路稳,跑得快。

  事实上,机器人移动性的研究主要有两个方向。

  一、足部运动——足部机器人非常灵活,可以奔跑、跳跃、爬楼梯、攀爬障碍物,并适应各种复杂的地形和环境。

  [波士顿动力机器人狗点]

  【云深处科技的机器狗隐形】

  第二,轮式运动——轮式机器人可以像汽车一样平稳快速地移动,比腿式机器人更适合现代城镇的平坦道路。

  [ANYmal,ANYbotics公司的机器狗]

  也就是说,不同的场景对机器狗有不同的需求——腾讯RoboticsX实验室开发了自己的足轮一体化方案,生产的Max有不同的移动模式,无疑会更适合人类社会的现实环境,也更灵活。

  具体来说,他们提出了离合器式足轮集成机构的设计方案。

  实验室在Max上增加了一个质量在20g左右的微型直线电机,使膝关节电机成为脚和车轮运动的驱动源。

  这种设计有两个特点:

  不会增加Max腿的惯性。

  相比传统的足轮融合方案,Max在轮式运动中的能耗降低了50%左右。

  这里值得一提的是,在本体设计上,传统的足轮融合方案是在脚底增加一个轮毂电机。相比腾讯的方案,这样会让狗狗的腿变得笨重,走路不够流畅,灵活性降低。

  同时,Max的轮式结构经过特殊设计,轮式移动的速度可以提高数倍,也就是上面提到的最高速度25km/h。

  反应快,平衡性好。

  在“铁狗五项”的挑战中,雷锋的编辑注意到了Max的两个特点。

  首先是反应快。

  事实上,依靠实验室开发的软硬件系统框架,Max拥有敏锐的“神经系统”,实现亚毫秒级的力控制,大大降低了软硬件系统的延迟,提高了对外界的反应能力。

  其次,出色的平衡性。

  原因是在运动规划与控制算法上,Max不仅延续了Jamoca的鲁棒控制算法,还拥有更加发达的“小脑”,实现了从四足到双轮站立的酷炫演示。

  对于足部运动,Max基于自主研发的鲁棒控制算法,平均耗时不到0.3ms。它具有跌落后自我恢复的技能,即使在较大冲击下跌落也能恢复到正常运行状态,实用性和可靠性大大提高。

  Max集成了NLMPC(非线性模型预测控制)算法、QP(QuadraticpPrograming)优化和柔顺控制算法,完成从躺在地上到站在两个轮子上的摆动、平衡扰动抑制和着陆控制。

  同时,相比目前只使用两个轮子来平衡的移动设备,Max还具有多个关节,控制难度更具挑战性,站立后的演示场景也会更加多样化。

  最后鸡蛋上桌,Max给你养老~。

  雷锋网雷锋网。

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