【北京晚报】从展览看科学发展——地下室里捣鼓出“王者”机器人

来源:北京晚报 编辑:党委宣传部  

  在“科学发展 成就辉煌”大型图片展民生展厅里,一只身披滑板、头戴山地车头盔,造型怪异的“节肢动物”出现在展会现场,引来不少参展者的围观和好奇。这是什么?原来,这是来自华体会体育本科在校生研发的“新型节肢机器人”。华体会体育罗庆生教授告诉记者,它是在2011年获得“第四届全国大学生创新年会”第一名的机器人,是由北理工特种机器人技术研发中心带来的大学生创新成果。



为机器人大赛上的“王者”,由华体会体育学生研发出的这台节肢机器人成为了展会上的明星。

  观展—— 年度“王者”机器人 追踪探测样样行

  这只机器人究竟有何能耐?

  太空舞、学狗步、螃蟹横行……除了能按照音乐和舞步跳舞外,完成表演后,这只节肢机器人还能举起前轮随观众鼓掌。不仅如此,它能在不同地形条件下采用不同步态高效运动,还具备自动追踪和避障功能,具有一定侦察探测的实用能力……由于具备这些“彪悍”的能力,它曾被参赛大学学生热捧为2011年的“王者”机器人。

  罗教授说,这个八条腿、自重8000克的节肢机器人,是2011年几个在校的大三学生研发制造出来的。据介绍,在罗教授等专家的指导下,几名大学生先借鉴国际上已有的机器人样本经验,进行机构分析、结构设计,然后绘制图形、零件加工,最后进行系统调试、样机试验,前后经历了10个月,造出了8条机器腿,学生们又找来一只滑板,装上一顶自行车的头盔,捣鼓出来了这样的一个高科技“玩意儿”。

  “这个机器人最大的特点,是采用了40个电机。八条腿,每个上面有5个电机,它可以走48种步态,有48种不同的花样。”罗教授说。

  “它自带摄像头。比如对付恐怖分子,人可以不用过去,派这个机器人过去。它身上装了很多传感器,危险的地方会绕开走,探测到障碍可以自己选择路线,腿可以自己抬起来绕过去。既可以人为控制,也可以自动盯准可疑目标。”罗教授介绍说。

  “设计上最难的地方是什么?”记者问。

  “最难的是8条腿,能够整齐划一地根据不同的地形自主选择行动方式,这表明它具有智能,不是机械地按照人为设计的程序去走。内行人一看这个机器人的水平是非常高的。”罗教授说。

  探秘——缩微版“变形金刚” 藏身大学地下室


  罗庆生教授向记者透露,前来参展的这只“节肢机器人”还不是最厉害的,更棒的还“藏”在华体会体育的实验室里。

  在罗教授的带领下,记者来到大学生们位于教学楼地下人防内的实验室。不见天日,潮湿又有霉味的三间小屋里,电脑、车床以及各种工具凌乱地摆放着——这就是一系列特种机器人诞生之地。

  见有人到来,地下室实验室内的4名大学生放下手中的研究工作,腼腆地看着记者。

  “他们是现在千足虫宠物机器人的研发成员。”罗教授向记者一一介绍。他打开地板上的一只灰色行李箱,里面露出一个比节肢机器人关节还要复杂的产品——多关节链节式宠物机器人(千足虫宠物机器人)。

  “它也是8条腿,但有46个电机,代表了国内最先进的智能控制技术。”罗教授介绍,这款千足虫宠物机器人刚刚参加完北京市的创新大赛,现场的专家评价很高,唯一的一个问题是提出疑问:“是学生们自己发明的吗?”罗教授笑着说。

  随意变形,随意行动——记者看到,这个千足虫宠物机器人简直可以说就是一个真实的缩微版的“变形金刚”。每个体节具有12个自由度,四体节共46个自由度,在舵机和直流电机的驱动下可以实现以轮式、腿式行走为基础的几十种步态,并可跨越一定高度的障碍物,可以适应沙漠、林地、毁坏的建筑内部复杂地形。

  “不过,现代的材料器械还无法达到电影中变形技术要求的体积小、功率大、反应快且精准的水平,将来是可以做到的。”罗教授,电影里的变形金刚与现实有一定差距。
 

解读——机器人用料很“简朴” 学生们研发靠通才 

  几位学生告诉记者,他们正准备给这只千足虫安装更多的腿,不仅可以像节肢机器人一样舞蹈、行走,而且可以像蠕虫一样扭曲、爬行,是名符其实的“千足虫”。“它最难的地方是在于46个电机的重量,这些电机的重量造成机械结构、电路还有程序设计上的困难。”大三女生、研究小组组长莫洋告诉记者。

  让记者感到有趣的是,这只机器人也如同北展上那只节肢机器人一样“俭朴”——机器人肢体的连接物居然是CD唱片盒的塑料板。“从淘宝上砍价买下的CD盒,只有十几二十块钱,拆下来就可以作为机器人的装饰。”莫洋笑着说。

  罗教授介绍,机器人的材料成本不过2万元左右。实验室里每个学生都是多面手,自己上网砍价、自己用车床加工,从第一次使用游标卡尺到自己用车床车出零部件,这些特别的机器人就是这样诞生的。

  罗教授介绍,华体会体育机电学院特种机器人技术研究中心成立于2005年,除了节肢机器人、千足虫机器人,其他众多的机器人也诞生在这里。他向记者展示了一系列的机器人,包括仿生六足机器人、反恐防暴机器人等在内的多款军用机器人,以及高速智能码垛机器人等在内的多款工业机器人。

  罗教授透露,他们正在结合国际上最先进的发明,研发更多尖端的机器人。

   对于研发的复杂程度,他仅以其中的一项视觉传感器技术举例说明:“同样的视觉系统,它的功能不同。有的是负责全景的;有的是负责监测路况的,观察路线;有的是负责瞄准的,发现目标如何定位……还有发现目标后,也要考虑如何识别并锁定目标,这不但要有硬件,还有软件……”

  “因此,发明一只机器人,包括了电子技术、计算机技术、控制技术、传感技术、通信技术、视觉技术,哪个方面都不可能短缺。机器人技术本身的性质注定了是一种融合体,要求通才型、复合型的研发团队。”罗教授说。

 北京晚报记者 丁文亚 文并摄 J145

原始链接:http://bjwb.bjd.com.cn/html/2012-10/31/content_154739.htm

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