火焰机器人2011年8月,美国密歇根州大学的实验室研制出一款能够像人类一样奔跑的机器人,让双腿机器人的敏捷性和效率达到一个新的高度。这款机器人名为“MABEL”,最高速度可达约每小时11公里,据信是世界上速度最快的双腿有膝机器人。研究人员表示,具备奔跑能力的机器人并不多,MABEL能够做到这一点,并且是像人类一样奔跑。它的重量分布方式与人类相似。它的躯干更重,腿部轻巧而灵活,装有充当肌腱的弹簧。MABEL每跨一步时在空中的停留时间占到40%,就像是一个真正的奔跑者。其他奔跑机器人几乎就是在快走,而不是奔跑,每跨一步时在空中的停留时间不到10%。
在穿行于复杂地形和进入建筑物内执行任务方面,具备出色奔跑能力的双腿机器人拥有优势。工程师表示它们可以充当机器人士兵或者营救人员。研究人员正试图让机器人具备这样一种能力——人类能够进入的地方,它们也能够进入。因此,人类形态学研究便显得非常重要。如果派遣机器人进入着火的房屋搜寻幸存者,机器人需要具备上下楼梯的能力,能够跨过掉在地板上的玩具,能够在轮子和履带无法胜任的环境下活动。
奔跑机器人自上世纪90年代,科学家们就一直关注一个领域——“被动动力学”,航空工程师泰德-麦克吉尔(TadMcGeer)研制了一款非常像人类的两腿机器人——“火焰机器人”,这款机器人无需任何发动机,便能自如地在下坡路上行走。
据悉,火焰机器人的臀部、膝盖和踝骨采用了弹性结构,也就是每个发动机和相应的关节之间都有一个弹簧,而不是发动机与关节直接相连接。
机器人“猎豹”成为速度最快的四腿机器人据英国《每日邮报》3月6日报道,美国波士顿动力工程公司(Boston Dynamics)近日开发出了世界上跑得最快的机器人,它能用四条腿以时速每小时18英里(约合每小时29公里)的速度奔跑,打破了有腿类机器人的速度记录。
这款机器人名为“猎豹”,外形看起来非常像《变形金刚2》中四脚着地的的狂派机器人。在实验室跑步机上进行的测试显示,这种机器人的奔跑时速可达29公里,超过大多数人类的速度。此前的有腿类机器人的最高时速为21公里。
猎豹机器人高2英尺,长3英尺,装配着一系列高科技装备,其中包括:激光陀螺仪、照相机和随载计算机。这款四腿机械机器人具有灵活的脊椎和铰接式头部,能够冲刺,急转弯,并能突然急刹停止,设计原型已列入美国国防部高级研究计划局高级机器人兵工厂装备。
“猎豹”机器人是波士顿动力工程公司为美国国防预先研究计划局(DARPA)制造的。它有铰接式的头和柔韧的脊柱,运动方式完全以猎豹等自然界奔跑迅速的动物为模本。真正的猎豹时速可达113公里,波士顿动力工程公司希望他们的机器人最终也能达到这一速度。
由美国武器合约商波士顿动力公司(Boston Dynamics)研发的一套科技含量非常高的装置——“大狗”(BigDog)运输机器人,它能够在崎岖地形帮助士兵携载装备。
BigDog高约1米,重75kg采用汽油发动机驱动。有四只强有力的腿,每条腿有三个靠传动装置提供动力的关节,并有一个“弹性”关节。这些关节由一个机载计算机处理器控制。它体内装有维持机身平衡的回转仪,内力传感器等,可探测到地势变化,根据情况做出调整。它的最高负载量可达340磅,以每小时4英里的速度行走,而且可在丘陵地形上攀登前行,全靠本身的立体视觉系统或远程遥控器确认路径。还有惊人的平衡能力,即使是挨上重重的一脚,它也能马上恢复。视频中机器人在光滑的冰上行走时它数次几乎摔倒,但最终都保持住了平衡状态。视频还显示了机器人应付不同地形的能力,它能沿着陡峭的山坡爬上去爬下来,在多石、泥泞和雪地上行走。视频的末尾显示了它的超强跳跃能力,可以跳跃脚下差不多1米宽的距离。
“果酱”机器人
一种形体可以改变的机器人。当需要时,它能够进行固体和液体转换,从门缝或小洞进入敌方室内执行任务。该机器人有6条腿,是用一种特殊的“果酱”材料制成,身体各部分都是柔软的,能够根据需要变换体形。它的核心技术是兼有固体和液体性能的“果酱”技术。
“鸵鸟”机器人
一种类似鸵鸟的机器人。它有两条腿,能够在地面飞快地奔跑,能在15秒之内从静止加速到32千米/小时,最大时速43千米,这个速度奥运会冠军也很难达到。之所以叫鸵鸟,是因为该项目的所有灵感都来自鸵鸟。按照计划,该机器人于2012年制造并测试。
“阿特拉斯”机器人2011年11月1日据英国《每日邮报》网站报道,一款被命名为“宠物人”双腿人形军用机器人摆臂和迈腿的样子就像士兵一样,还可做跳跃和俯卧撑等动作,而在做这些运动时不会失去平衡。这家公司声称,“宠物人”是第一款形体和大小都与人相仿,并且能像人一样行走的机器人,它的行进时速可达4.4英里。研制这款机器人的部分资金是由美国防部高级研究项目局提供的。这款由波士顿动力设备公司制造的“宠物人”机器人是为军用设计的,专家们设计这款机器人模拟人类行走的目的,是为了测试士兵的防化服不会撕破。它的健步行走与健身动作程序旨在对新制服进行测试,以确保它们在存在化学武器成分的环境下不会撕破。先前用于这种测试的机械系统,仅仅是以一种不符合实际情况的方式对织物进行应力测试,而不是像人一样行走。它还有足够好的平衡感,在跑步机上奔跑时即使被用力推也不会跌倒。
波士顿动力设备公司的工程师罗伯特·普莱特说:“像福岛核电站这样的地方就可派‘宠物人’机器人进去进行评估,而不必让人暴露在危险的辐射中”。
波士顿动力设备公司介绍,“‘宠物人’将可实现自我平衡,自由行走;可在化学武器制剂的环境中行走、爬行,以及做各类测试服装应力的柔软体操”“通过必要时控制温度、湿度和出汗,‘宠物人’还将可模拟人体穿上保护服后的生理状况,从而营造出逼真的测试环境”。
波士顿动力公司还设计了一款“阿特拉斯”机器人,它具有人体的躯干,两只手臂和两条腿,但没有头部,能够行走在崎岖的地形,在特殊情况下可用手攀爬。该公司希望猎豹机器人能够比之前的“彼特曼”机器人更加先进,据悉,彼特曼机器人可用于测试化学武器,从而对士兵起到保护作用,并以直立方式行走速度达到3英里/小时。
“突击队员”机器人2010年7月,美国康奈尔大学最新研制一款机器人“突击队员(Ranger)”,能够11小时之内行走23公里,建立了一项非官方世界纪录。7月6日,机器人“突击队员”围绕着康奈尔大学巴顿体育馆的田径跑道行走了108.5圈,每圈约212米,这款机器人从启动到电池耗尽停止共走了7万步。整个过程仅是研究人员在附近进行遥控。据悉,之前的世界纪录是由波士顿动力公司“大狗”机器人创建的,共完成20.59公里行程。康奈尔大学理论和应用机械系教授安迪-鲁伊纳(Andy Ruina)带领几位工程系大学生共同完成这项研究。此前鲁伊纳实验室的学生们在2008年4月创建了一项机械人行走纪录,当时“突击队员”行走了9公里。
这款机器人看上去就像一个高锯木架,它的步态就像是一个拄着拐杖的人,它有4个支架腿,没有“膝盖”结构。不同于其它使用发动机控制移动的行走机器人,“突击队员”机器人使用重力和动力促进双腿向前行进,它表现得更具灵活力,在一定程度上可与人类行走相媲美。鲁伊纳称,通过这项机器人行走实验,不仅有利于促进先进机器人的发展,还可帮助这些大学生更深刻地理解机器人行走的原理,这些原理和信息可应用于人类义肢研究和残疾肢体恢复,并有助提高人们的运动能力。