打造現實版阿童木?義大利的明星機器人​iCub未來將在災難中救援

你的平衡性好嗎?大多數人的回答也許是肯定的。不過在看了這個機器人後,你一定會自愧不如。

影片中,機器人iCub保持單腿站立,旁邊不斷有人試圖將它推到。在研究人員每一次嘗試推倒iCub後,iCub總是能快速調整姿態,讓身體始終保持平衡。

那麼這是怎麼做到的呢?

通過機器人全身轉矩控制,為機器人提供平衡,移動和操縱技能。另外在二次編程優化的背景下使用回饋線性化控制技術,機器人會使其整個身體來達到平衡,同時遵守人機交互。 

作為已經16歲的機器人,iCub的技能遠不止這些。

  • iCub的介紹


2004年,義大利熱那亞IIT-Istituto Italiano di Tecnologia的研究人員決定通過構建一個大約只有小孩大小的類人機器人,以此研究人類的學習方式和認知能力發展。該項目稱為RobotCub,他們將其機器人稱為iCub。 

與傳統機器人不同,iCub 不再是根據特定指令完成特定動作,而是通過對周邊環境的探索來獲取技能。它能夠習得語言、技巧,以及協作能力。隨著不斷的練習,它甚至有可能發展出更複雜的認知能力。

在它身上,具有各種感測器來幫助其了解環境和身體位置。例如,它有兩個攝影機,兩個麥克風和一個智慧「皮膚」。通過這些感官,它能感受到人類的對它的觸摸。在其所有關節(例如,肘部,膝蓋和臀部)上都裝有感測器,因此它可以知道其所有身體部位在哪裡以及它們如何運動。

iCub還具有加速度計和陀螺儀位於其頭部的內部(稱為「慣性感測器」),感知移動或轉彎的速度,以此保持平衡。在它的耳朵內部的有一對稱為「前庭系統」的慣性感測器。這樣iCub可以在黑暗中行走,以及在乘坐汽車或電梯時感受到的加速度。

有了這些裝置,它可以用四肢爬行,走路和坐起來操縱物體,進而探索周邊世界。

iCub能通過感官認識周邊的世界,並從中不斷學習。在研究人員的幫助下,iCub不僅學會了識別物品的能力,能感知自己的身體,還擁有了自傳式記憶,讓它產生了「自我」的感覺。


出於安全考慮,研究員不會讓它進化出自己的動機和驅動力。

  • 未來還將賦予iCub飛行能力


除了測試人類認知能力的發展外,研究人員還希望它在未來能夠飛行,成為救援型機器人。

領導研究工作的Daniele Pucci表示,自2017年,他與他的工作組一起研究空中類人機器人這一新的機器人分支,他們將使類人機器人具有飛行能力,以便在自然災害和世界末日的情況下挽救生命。

「從做必要的事情開始,然後做可能的事情。突然之間,您會發現自己在做不可能的事情。」


 打造現實版「阿童木」?

目前,Daniele Pucci已經了解了如何修改類人機器人,以及它是否能夠承受飛行中所承受的壓力(這項研究是在理論層面進行的),並通過預測模型,模擬實際情況。在新版本的iCub的設計和檢查飛行中機器人阻力的實驗上都完成了。接下來是第二階段,即創建將修改機器人的新組件,然後進行實驗測試。

在研究iCub飛行的能力的同時,Daniele Pucci及團隊還進行了人機交互和遙控的研究。Daniele Pucci認為,空中類人機器人的優點主要有2個:

首先機器人可以代替人類,到達人類難以接近的地方。此外,機器人與人類相比,機器人可以通過適當的感測器來觀察人類分析他們的心跳和體溫,以推斷他們的身體狀態。因此,機器人才能找到災難性事件的倖存者。

不過,按照目前iCub的研究進展,拋去電池續航能力不提,要實現Daniele Pucci預期的飛行能力仍然還有很長一段時間。


目前,iCub整個項目在GitHub上也已經開源了,如果你感興趣,歡迎圍觀:
//github.com/robotology
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//www.nationalgeographic.org/article/robot-icub/
//www.lavocedigenova.it/2020/01/14/leggi-notizia/argomenti/innovazione/articolo/daniele-pucci-delliit-di-genova-faro-volare-ironcub-per-salvare-vite-umane-il-futuro-e-fat.html
//www.ifanr.com/347680
//m.sohu.com/a/15981792_114949