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來源：IEEE

過去很長一段時間以來，科學家們執著于開發出一個能在平坦的表面上行走而不會摔倒的雙足機器人。

如今，隨著Agility Robotics和Boston Dynamics等公司的努力，我們甚至可以期望雙足機器人在某些動態任務上能達到或超過人類的表現。

那下一步呢？

人類在進步，機器人同樣。雙足機器人的下一歌目標似乎是要突破人類表演的極限，也就是雜技。

我們知道，IHMC一直在開發一款名為Nadia的兒童大小的雜技人形機器人，現在，MIT的Sangbae Kim實驗室也加入了進來，研究人員表示，他們正在研究新型雜技機器人。

麻省理工學院仿生機器人實驗室已經研發出了各種機器人，包括Cheetah和HERMES。最近，他們一直在用Cheetah進行了各種研究，比如步態探索和一些簡單的四足雜技。

在最近發表在arXiv上的一篇論文中，Matthew Chignoli、Donghyun Kim、Elijah Stanger-Jones和Sangbae Kim描述了“一種新的人形機器人，一種可感知執行器的運動規劃器，和著陸控制器，作為用于人形機器人高動態運動控制的實用系統設計的一部分”。

不僅僅是機器人本身，還有所有必要的軟件基礎設施，以使其按照他們的意愿行事。

首先讓我們談談硬件，這是MIT的人形機器人是通過模擬實現的。麻省理工學院的Matt Chignoli說，它的外觀看上去有點像Cheetah的直立版，但這其實是不正確的。雖然機器人的軀干和手臂與Cheetah非常相似，但腿部設計是全新的，并具有重新設計的執行器，具有更高的功率和更好的扭矩密度。

Chignoli在一封電子郵件中寫到：“腿部設計的主要重點是，實現人類步行和跑步時的那種平滑動態的‘腳跟到腳趾’動作，同時保持低慣性以與地面接觸進行順暢的交互。”“動態腳踝動作在類人機器人中很少見。我們希望開發出能夠模仿人類腿部動作的健壯、低慣性和強大的腿部。”

設計策略很重要，因為在類人機器人領域，目前由液壓驅動機器人和具有串聯彈性致動器的機器人主導。隨著我們繼續提高本體感受執行器技術的性能，我們的目標是，證明高扭矩密度、高帶寬力控制和減輕沖擊能力的獨特組合是高動態的最佳選擇，對于任何有腿機器人來說都是如此。

這項工作看上去似乎很容易，但那只是模擬，你可以在模擬中得到任何東西。研究人員正在投入大量工作來準確地模擬動作，尤其是機器人在執行動態運動時運行的詳細物理約束的建模，這樣就能讓規劃者考慮到這些限制，從而使最終的實際運動與模擬得以準確匹配。

“當談到機器人的能力時，我們在模擬中展示的任何東西都應該在機器人上可行，”Chignoli說，“我們模擬了包括機器人執行器和電池的詳細模型，這些模型已經過實驗驗證。這種詳細的模型并不經常包含在機器人的動態模擬中”。

“盡管我們相信我們的模擬器能夠以高保真度準確模擬我們機器人的物理能力，但其仍有一些不確定性，因為我們的目標是將特技動作部署到硬件上，”Chignoli解釋道，“主要的困難是狀態估計，我們一直在利用與無人機狀態估計相關的研究，該研究利用了視覺里程計。但是，如果沒有組裝的機器人來測試這些新的估計策略，就很難判斷模擬是否為這些類型的事物的真實轉移”。

如今，MIT Humanoid的設計已經完成，預計在夏天開始進行建造，最終目標是讓機器人能在具有挑戰性的地形上跑酷。根據Chignoli的說法，真正重要的貢獻是框架而不是機器人本身：我們在人形機器人上展示的雜技動作與實際雜技無關，更多地是關于完成此類動作的能力對硬件和控制框架意味著什么。就機器人的能力而言，運動很重要，因為我們證明，至少在模擬中，我們可以使用完全不同的驅動方案復制波士頓動力ATLAS的動態特性。

當人們考慮如何設計下一代動態人形機器人時，驗證本體感受器可以實現執行此類運動所需的扭矩密度，同時保留低機械阻抗和高帶寬扭矩控制的優勢非常重要。

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https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/humanoids/mit-dynamic-acrobatic-humanoid-robot

原標題：《MIT正在研發全新跑酷機器人，腿部設計是亮點，夏季開始正式構建》

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