和机械人一路滑雪!六足滑雪机械人亮相助力科技冬奥_机械人_人机
灵巧避让障碍、身姿矫健通过旗门、人机交互并肩滑行……和机器人一起滑雪,相信大多数人都没体验过。近日,由上海交通大学设计研发的六足滑雪机器人完成了低级道、中级道以及与人共同滑雪实验,通过了稳定掌握、智能感知、方案决策等多方面的测试。这款滑雪机器人是在“科技冬奥”的号召下,由上海交通大学高峰教授领衔,上海交通大学机器与动力工程学院和电子信息与电气工程学院组成的足式机器人研究团队研制,得到了科技部国家重点研发操持“科技冬奥”重点专项支持。
本次测试,滑雪机器人在400米长、坡度18度的中级雪道,以大于10m/s的速率滑行,利用智能感知、制动掌握等技能,完成了机器人竞速、转弯、方案路线、规避障碍以及人与机器人交互等试验科目,除了身形灵巧、姿势幽美外,它能通过无线远程人机交互掌握,在真实的滑雪环境中穿行滑雪人群,让大家体验和机器人一起滑雪的乐趣。
不仅能高速滑雪,还能躲避人群、自己方案最优路线。滑雪机器人在低级与中级雪道中的测试,证明了自己具备敏捷的转弯、制动能力和强大的自主感知、方案能力。它能在雪场高速滑行,碰着障碍物还能急转弯,连续保持自己矫健的滑雪身姿,还能在滑行的过程中完成高山滑雪运动中的“过旗门”任务,能够实现良好的速率、方向掌握,具有滑行、急停、避障、绕杆等功能。
据先容,上海交通大学足式机器人团队研发的这款滑雪机器人是六足机器人,采取双板滑雪。中间的四条腿分成两组,每两条腿固定在一个滑雪板上,用于掌握滑雪板的位置和姿态,两侧的两条腿分别加装了滑雪杖,用以模拟人,实现点杖的功能。每个滑雪板具有五个自由度,通过掌握滑雪板的位姿可以实现滑雪的速率掌握、转弯和制动等功能。
在本次测试的滑雪场上,六足滑雪机器人在低级雪道和中级雪道完成了高速滑雪和避障安全掌握,它的滑行速率、转弯技能、避障能力,以及稳定性、安全性、可靠性都取得了不俗的成绩。
在真实雪场环境中穿行人群 仿照真人滑雪
滑雪对人的稳定性和灵巧性哀求极高,设计机器人并研发掌握系统参与滑雪活动,寻衅不小。本次测试的滑雪机器人由上海交通大学自主研发,研究团队经由多次科研攻关,在机器人性能操控、感知方案等关键算法设计上取得了创新打破,自主完成了从机构设计、系统框架、稳定掌握到智能感知、自主方案等一系列环节的关键核心技能研发,终极使滑雪机器人集人机交互、环境感知、轨迹方案、智能决策和稳定掌握于一体。
研究团队首先进行了机器人机构设计和驱动器设计制造方面的研究,并为机器人建立了“大脑”——智能系统。这个别系包括动态平衡稳定掌握、智能感知和智能方案,通过设计智能和行为智能的有机领悟,使得机器人能够剖析人的滑雪行为数据,模拟人的滑雪动作,适应户外雪面的环境特性,实现了自主快速稳定地滑行。
在设计过程中,研究团队分别以人工遥控和自主方案的办法在滑雪机上对机器人身高、身体俯仰角、重心前后位置、重心旁边位置、旁边雪板夹角、旁边腿高低、旁边雪板前后位置进行掌握,完成速率掌握和转向掌握的测试。个中,人工遥控稳定转向滑行最高速可达3.2 m/s;自主方案匀速直线滑行最高速可达5.17 m/s,稳定转向滑行最高速可达2.45 m/s。
正是这些关键技能的凑集,使这款滑雪机器人通过无线远程人机交互掌握,能在真实环境中实现在滑雪人群中穿行,在低级雪道和中级雪道完成高速滑雪和避障安全掌握。它也能够在户外低级和中级雪道自动完成启动、滑行、转弯、制动,无须人为干预。
人机共融 为后冬奥会时期增长畅想
滑雪机器人不仅是“科技冬奥”的直不雅观表示,同时也以“人机共融”的理念为后冬奥时期供应了无限畅想。研究团队表示,“冬奥会结束后,这款机器人还可以结合当下5G、无线网络等前辈技能,通过远程掌握,实现滑雪机器人同场竞技,创造电-机-竞的全新娱乐模式,为滑雪爱好者和青少年创造科技感十足的娱乐新风尚。”
未来,机器人也将成为冰雪运动的主要参与主体,发挥科技上风,在高山和冰雪环境中开展巡逻、履行接济,帮助人们规避风险,创造舒适安全的冰雪体验环境。而“人机共融”的特点还将为未来竞技模式的拓展、科技与娱乐的全新领悟供应无限可能。
(总台央视 窦筠韵 张峻赫)
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