【北京晚報(bào)】從展覽看科學(xué)發(fā)展——地下室里搗鼓出“王者”機(jī)器人
發(fā)布日期：2012-11-01 閱讀次數(shù)：
來(lái)源：北京晚報(bào) 編輯：黨委宣傳部
在“科學(xué)發(fā)展 成就輝煌”大型圖片展民生展廳里，一只身披滑板,、頭戴山地車頭盔,，造型怪異的“節(jié)肢動(dòng)物”出現(xiàn)在展會(huì)現(xiàn)場(chǎng)，引來(lái)不少參展者的圍觀和好奇,。這是什么,？原來(lái)，這是來(lái)自北京理工大學(xué)本科在校生研發(fā)的“新型節(jié)肢機(jī)器人”,。北京理工大學(xué)羅慶生教授告訴記者,，它是在2011年獲得“第四屆全國(guó)大學(xué)生創(chuàng)新年會(huì)”第一名的機(jī)器人，是由北理工特種機(jī)器人技術(shù)研發(fā)中心帶來(lái)的大學(xué)生創(chuàng)新成果,。
作為機(jī)器人大賽上的“王者”,，由北京理工大學(xué)學(xué)生研發(fā)出的這臺(tái)節(jié)肢機(jī)器人成為了展會(huì)上的明星。
觀展—— 年度“王者”機(jī)器人 追蹤探測(cè)樣樣行
這只機(jī)器人究竟有何能耐,？
太空舞,、學(xué)狗步、螃蟹橫行……除了能按照音樂(lè)和舞步跳舞外,，完成表演后,，這只節(jié)肢機(jī)器人還能舉起前輪隨觀眾鼓掌。不僅如此，它能在不同地形條件下采用不同步態(tài)高效運(yùn)動(dòng),，還具備自動(dòng)追蹤和避障功能,，具有一定偵察探測(cè)的實(shí)用能力……由于具備這些“彪悍”的能力，它曾被參賽大學(xué)學(xué)生熱捧為2011年的“王者”機(jī)器人,。
羅教授說(shuō),，這個(gè)八條腿、自重8000克的節(jié)肢機(jī)器人,，是2011年幾個(gè)在校的大三學(xué)生研發(fā)制造出來(lái)的,。據(jù)介紹，在羅教授等專家的指導(dǎo)下,，幾名大學(xué)生先借鑒國(guó)際上已有的機(jī)器人樣本經(jīng)驗(yàn),，進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),，然后繪制圖形,、零件加工，最后進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試,、樣機(jī)試驗(yàn),，前后經(jīng)歷了10個(gè)月，造出了8條機(jī)器腿,，學(xué)生們又找來(lái)一只滑板,，裝上一頂自行車的頭盔，搗鼓出來(lái)了這樣的一個(gè)高科技“玩意兒”,。
“這個(gè)機(jī)器人最大的特點(diǎn),，是采用了40個(gè)電機(jī)。八條腿,，每個(gè)上面有5個(gè)電機(jī),，它可以走48種步態(tài)，有48種不同的花樣,。”羅教授說(shuō),。
“它自帶攝像頭。比如對(duì)付恐怖分子,，人可以不用過(guò)去,，派這個(gè)機(jī)器人過(guò)去。它身上裝了很多傳感器,，危險(xiǎn)的地方會(huì)繞開(kāi)走,，探測(cè)到障礙可以自己選擇路線，腿可以自己抬起來(lái)繞過(guò)去,。既可以人為控制,，也可以自動(dòng)盯準(zhǔn)可疑目標(biāo),。”羅教授介紹說(shuō)。
“設(shè)計(jì)上最難的地方是什么,？”記者問(wèn),。
“最難的是8條腿，能夠整齊劃一地根據(jù)不同的地形自主選擇行動(dòng)方式,，這表明它具有智能,，不是機(jī)械地按照人為設(shè)計(jì)的程序去走。內(nèi)行人一看這個(gè)機(jī)器人的水平是非常高的,。”羅教授說(shuō),。
探秘——縮微版“變形金剛” 藏身大學(xué)地下室
羅慶生教授向記者透露，前來(lái)參展的這只“節(jié)肢機(jī)器人”還不是最厲害的,，更棒的還“藏”在北京理工大學(xué)的實(shí)驗(yàn)室里,。
在羅教授的帶領(lǐng)下，記者來(lái)到大學(xué)生們位于教學(xué)樓地下人防內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室,。不見(jiàn)天日,，潮濕又有霉味的三間小屋里,，電腦,、車床以及各種工具凌亂地?cái)[放著——這就是一系列特種機(jī)器人誕生之地。
見(jiàn)有人到來(lái),，地下室實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的4名大學(xué)生放下手中的研究工作,，靦腆地看著記者。
“他們是現(xiàn)在千足蟲(chóng)寵物機(jī)器人的研發(fā)成員,。”羅教授向記者一一介紹,。他打開(kāi)地板上的一只灰色行李箱，里面露出一個(gè)比節(jié)肢機(jī)器人關(guān)節(jié)還要復(fù)雜的產(chǎn)品——多關(guān)節(jié)鏈節(jié)式寵物機(jī)器人（千足蟲(chóng)寵物機(jī)器人）,。
“它也是8條腿,，但有46個(gè)電機(jī)，代表了國(guó)內(nèi)最先進(jìn)的智能控制技術(shù),。”羅教授介紹,，這款千足蟲(chóng)寵物機(jī)器人剛剛參加完北京市的創(chuàng)新大賽，現(xiàn)場(chǎng)的專家評(píng)價(jià)很高,，唯一的一個(gè)問(wèn)題是提出疑問(wèn)：“是學(xué)生們自己發(fā)明的嗎,？”羅教授笑著說(shuō)。
隨意變形,，隨意行動(dòng)——記者看到,，這個(gè)千足蟲(chóng)寵物機(jī)器人簡(jiǎn)直可以說(shuō)就是一個(gè)真實(shí)的縮微版的“變形金剛”。每個(gè)體節(jié)具有12個(gè)自由度,，四體節(jié)共46個(gè)自由度,，在舵機(jī)和直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下可以實(shí)現(xiàn)以輪式,、腿式行走為基礎(chǔ)的幾十種步態(tài)，并可跨越一定高度的障礙物,，可以適應(yīng)沙漠,、林地、毀壞的建筑內(nèi)部復(fù)雜地形,。
“不過(guò),，現(xiàn)代的材料器械還無(wú)法達(dá)到電影中變形技術(shù)要求的體積小、功率大,、反應(yīng)快且精準(zhǔn)的水平,，將來(lái)是可以做到的。”羅教授,，電影里的變形金剛與現(xiàn)實(shí)有一定差距,。
解讀——機(jī)器人用料很“簡(jiǎn)樸” 學(xué)生們研發(fā)靠通才
幾位學(xué)生告訴記者，他們正準(zhǔn)備給這只千足蟲(chóng)安裝更多的腿,，不僅可以像節(jié)肢機(jī)器人一樣舞蹈,、行走，而且可以像蠕蟲(chóng)一樣扭曲,、爬行,，是名符其實(shí)的“千足蟲(chóng)”。“它最難的地方是在于46個(gè)電機(jī)的重量,，這些電機(jī)的重量造成機(jī)械結(jié)構(gòu),、電路還有程序設(shè)計(jì)上的困難。”大三女生,、研究小組組長(zhǎng)莫洋告訴記者,。
讓記者感到有趣的是，這只機(jī)器人也如同北展上那只節(jié)肢機(jī)器人一樣“儉樸”——機(jī)器人肢體的連接物居然是CD唱片盒的塑料板,。“從淘寶上砍價(jià)買下的CD盒,，只有十幾二十塊錢，拆下來(lái)就可以作為機(jī)器人的裝飾,。”莫洋笑著說(shuō),。
羅教授介紹，機(jī)器人的材料成本不過(guò)2萬(wàn)元左右,。實(shí)驗(yàn)室里每個(gè)學(xué)生都是多面手,，自己上網(wǎng)砍價(jià)、自己用車床加工,，從第一次使用游標(biāo)卡尺到自己用車床車出零部件,，這些特別的機(jī)器人就是這樣誕生的。
羅教授介紹,，北京理工大學(xué)機(jī)電學(xué)院特種機(jī)器人技術(shù)研究中心成立于2005年,，除了節(jié)肢機(jī)器人,、千足蟲(chóng)機(jī)器人，其他眾多的機(jī)器人也誕生在這里,。他向記者展示了一系列的機(jī)器人,，包括仿生六足機(jī)器人、反恐防暴機(jī)器人等在內(nèi)的多款軍用機(jī)器人,，以及高速智能碼垛機(jī)器人等在內(nèi)的多款工業(yè)機(jī)器人,。
羅教授透露，他們正在結(jié)合國(guó)際上最先進(jìn)的發(fā)明,，研發(fā)更多尖端的機(jī)器人,。
對(duì)于研發(fā)的復(fù)雜程度，他僅以其中的一項(xiàng)視覺(jué)傳感器技術(shù)舉例說(shuō)明：“同樣的視覺(jué)系統(tǒng),，它的功能不同,。有的是負(fù)責(zé)全景的；有的是負(fù)責(zé)監(jiān)測(cè)路況的,，觀察路線,；有的是負(fù)責(zé)瞄準(zhǔn)的，發(fā)現(xiàn)目標(biāo)如何定位……還有發(fā)現(xiàn)目標(biāo)后,，也要考慮如何識(shí)別并鎖定目標(biāo),，這不但要有硬件，還有軟件……”
“因此,，發(fā)明一只機(jī)器人,，包括了電子技術(shù),、計(jì)算機(jī)技術(shù),、控制技術(shù)、傳感技術(shù),、通信技術(shù),、視覺(jué)技術(shù)，哪個(gè)方面都不可能短缺,。機(jī)器人技術(shù)本身的性質(zhì)注定了是一種融合體,，要求通才型、復(fù)合型的研發(fā)團(tuán)隊(duì),。”羅教授說(shuō),。
北京晚報(bào)記者 丁文亞 文并攝 J145
原始鏈接：http://bjwb.bjd.com.cn/html/2012-10/31/content_154739.htm
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