【中國教育報】“這是一款不怕摔倒的仿人機器人”
發(fā)布日期：2019-01-18 供稿：中國教育報 編輯：吳楠 審核：王征 閱讀次數(shù)：
原文標(biāo)題：“這是一款不怕摔倒的仿人機器人”——訪北京理工大學(xué)國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎黃強團(tuán)隊
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“歷經(jīng)六代研究，我們的仿人機器人，不僅能像人一樣行走，還能在摔倒時自我保護(hù)，走不過去時，可以爬過去，最大限度地模仿人的協(xié)調(diào)運動，是一款不怕摔倒的機器人。”北京理工大學(xué)教授黃強談起自己的“匯童6代”機器人時，充滿自信。
近日，在北京人民大會堂舉行的2018年國家科技獎勵大會上，由北京理工大學(xué)教授黃強牽頭研發(fā)的“仿人機器人關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”成果，獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎。
伴隨科技的飛速發(fā)展，當(dāng)今社會正在由互聯(lián)網(wǎng)時代向人工智能時代邁進(jìn)，機器人身影在我們的生活中日漸增多，從工作生產(chǎn)線上智能制造到家庭掃地清潔衛(wèi)生，這其中模仿人類自身的仿人機器人更是熱點中的熱點。仿人機器人可以雙足行走、雙手操作，更容易適應(yīng)人類生活和工作環(huán)境，可直接使用人們現(xiàn)有的工具和裝備，輔助或代替人完成復(fù)雜危險任務(wù)，在公共安全、國家重大工程、社會服務(wù)等領(lǐng)域有重大需求。
“仿人機器人是智能機器人研究的國際前沿領(lǐng)域，多學(xué)科高度交叉，每一點進(jìn)步都會引發(fā)行業(yè)內(nèi)外的高度關(guān)注。仿人機器人全身有幾十個自由度，也就是我們說的‘關(guān)節(jié)’，要想實現(xiàn)對這么多肢體和關(guān)節(jié)的統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制，還要保持機器人整體的運動平衡，實現(xiàn)對人體運動的模仿，是十分困難的事情。”多年來深耕仿人機器人領(lǐng)域的黃強感觸頗深，“可以說仿人機器人要解決的關(guān)鍵技術(shù)，就是當(dāng)前智能機器人的核心技術(shù)，也是世界強國和巨額資本長期角逐的焦點。”
國際仿人機器人研究始于上世紀(jì)70年代日本早稻田大學(xué)，日本、美國、德國長期在該研究領(lǐng)域保持領(lǐng)先地位。當(dāng)前，各國的仿人機器人普遍存在摔倒后不能繼續(xù)工作的短板，更不具備像人類一樣的綜合運動能力，也就是不能同時具備行走、爬行、摔倒保護(hù)、翻滾等運動模態(tài)，導(dǎo)致機器人難以適應(yīng)復(fù)雜環(huán)境。
針對這一技術(shù)難題，黃強團(tuán)隊創(chuàng)新提出了融合人體運動規(guī)律的仿生方法，發(fā)明了基于人體運動規(guī)律的擬人運動規(guī)劃方法、傳感反射控制方法、功能仿生機構(gòu)、功能部件與系統(tǒng)匹配優(yōu)化設(shè)計方法等，突破了仿人機器人多模態(tài)多關(guān)節(jié)協(xié)調(diào)的運動規(guī)劃與控制等關(guān)鍵技術(shù)，先后研制了6代匯童仿人機器人，實現(xiàn)了仿人機器人行走、爬行、翻滾、摔倒保護(hù)等多模態(tài)運動，使仿人機器人初步具備了復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力。
最新的第6代匯童機器人，憑借先進(jìn)的多模態(tài)運動能力，不僅可以在摔倒時“屈膝”，實現(xiàn)自我保護(hù)，還可以自己爬起來，如果環(huán)境過于復(fù)雜而不能直立，機器人還可以實現(xiàn)爬行通過。這意味著這款“北理工牌”的機器人，在復(fù)雜環(huán)境下，總會想盡辦法頑強地到達(dá)目的地，完成任務(wù)。
這一成果的背后，離不開該校在機器人研究領(lǐng)域的長期積累。作為項目牽頭人，黃強曾在日本開展仿人機器人研究10余年，2001年回國后，在北京理工大學(xué)組建仿人機器人研究團(tuán)隊，之后研發(fā)了匯童系列仿人機器人，在國內(nèi)首次實現(xiàn)了仿人機器人無外接電纜獨立行走，在國內(nèi)外首次實現(xiàn)仿人機器人以刀術(shù)為代表的全身協(xié)調(diào)復(fù)雜運動等，曾多次入選國家重大科技成就展。2015年，該校獲批北京智能機器人與系統(tǒng)高精尖創(chuàng)新中心，這也是北京市機器人領(lǐng)域唯一的高精尖創(chuàng)新中心。
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