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不用眼睛看也能跑 MIT研發「盲走」機械人【有片】

19:45 2018/07/09

麻省理工大學機械工程學的研究團隊研發了Cheetah 3四足機械人,利用腳上的感應器和體內的陀螺儀,不需「看見」也可爬樓梯。(麻省理工大學圖片)

現時機械人多靠鏡頭、光學雷達等儀器接收環境資訊,判斷要如何行走,但若環境昏暗或地面凹凸不平,機械人就有誤判可能了。麻省理工大學機械工程學的研究團隊研發了Cheetah 3四足機械人,利用腳上的感應器及兩個演算法,令機械人不需「看見」也可快速爬樓梯。

Cheetah 3重90磅,大小就像一隻成年拉布拉多犬,與一般靠光學儀器「看東西」的機械人不同,Cheetah 3依靠「盲走(blind locomotion)」移動。

機械人設計者、機械工程學助理教授Sangbae Kim指,如果機械人對視覺依賴太多,將令它需要計算過多環境因素以保持準確,導致行動緩慢,因此團隊設計了Cheetah 3,快速行走時仍能跨過障礙。

為讓機械人能夠「盲走」,研發團隊編寫了兩個演算法,第一個是感應機械人與地面接觸的演算法,演算法組合陀螺儀、加速計、關節位置等資料,計算機械人最適合出腳接觸地面的時間。Kim舉例,若機械人的前腳突然踩上木塊,身體了傾斜一下,改變機械人的角度和高度,此時演算法會計算應如何保持平衡,就像人類合上眼睛走路一樣。

另一個是控制機械人定位的演算法,以判斷機械人行走的力度,如機械人突然被擲了一塊石而移位,它可以先保持平衡再走回原位繼續行。在示範短片中,即使研究人員用木條推了機械人一下,它仍能保持平衡,再調節角度。

Kim表示,機械人能夠代替人類做到無數危險、骯髒和困難的工作,如進入核電廠或倒塌的大樓搜救,Cheetah 3正是為此而設計。研發團隊亦試過於機械人上安裝鏡頭,幫助它找到上方的大型障礙,如門或牆,但現時團隊會專注於改善兩個演算法,繼續增加它的穩定性。

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