【北京晚報】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)：
來源：北京晚報 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)肢動物”出現(xiàn)在展會現(xiàn)場，引來不少參展者的圍觀和好奇。這是什么？原來，這是來自北京理工大學(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“第四屆全國大學(xué)生創(chuàng)新年會”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)出的這臺節(jié)肢機(jī)器人成為了展會上的明星。
觀展—— 年度“王者”機(jī)器人 追蹤探測樣樣行
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，還具備自動追蹤和避障功能，具有一定偵察探測的實用能力……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，這個八條腿、自重8000克的節(jié)肢機(jī)器人，是2011年幾個在校的大三學(xué)生研發(fā)制造出來的。據(jù)介紹，在羅教授等專家的指導(dǎo)下，幾名大學(xué)生先借鑒國際上已有的機(jī)器人樣本經(jīng)驗，進(jìn)行機(jī)構(gòu)分析、結(jié)構(gòu)設(shè)計，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，前后經(jīng)歷了10個月，造出了8條機(jī)器腿，學(xué)生們又找來一只滑板，裝上一頂自行車的頭盔，搗鼓出來了這樣的一個高科技“玩意兒”。
“這個機(jī)器人最大的特點，是采用了40個電機(jī)。八條腿，每個上面有5個電機(jī)，它可以走48種步態(tài)，有48種不同的花樣。”羅教授說。
“它自帶攝像頭。比如對付恐怖分子，人可以不用過去，派這個機(jī)器人過去。它身上裝了很多傳感器，危險的地方會繞開走，探測到障礙可以自己選擇路線，腿可以自己抬起來繞過去。既可以人為控制，也可以自動盯準(zhǔn)可疑目標(biāo)。”羅教授介紹說。
“設(shè)計上最難的地方是什么？”記者問。
“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方式，這表明它具有智能，不是機(jī)械地按照人為設(shè)計的程序去走。內(nèi)行人一看這個機(jī)器人的水平是非常高的。”羅教授說。
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)的實驗室里。
在羅教授的帶領(lǐng)下，記者來到大學(xué)生們位于教學(xué)樓地下人防內(nèi)的實驗室。不見天日，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擺放著——這就是一系列特種機(jī)器人誕生之地。
見有人到來，地下室實驗室內(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。他打開地板上的一只灰色行李箱，里面露出一個比節(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（千足蟲寵物機(jī)器人）。
“它也是8條腿，但有46個電機(jī)，代表了國內(nèi)最先進(jìn)的智能控制技術(shù)。”羅教授介紹，這款千足蟲寵物機(jī)器人剛剛參加完北京市的創(chuàng)新大賽，現(xiàn)場的專家評價很高，唯一的一個問題是提出疑問：“是學(xué)生們自己發(fā)明的嗎？”羅教授笑著說。
隨意變形，隨意行動——記者看到，這個千足蟲寵物機(jī)器人簡直可以說就是一個真實的縮微版的“變形金剛”。每個體節(jié)具有12個自由度，四體節(jié)共46個自由度，在舵機(jī)和直流電機(jī)的驅(qū)動下可以實現(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，現(xiàn)代的材料器械還無法達(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，將來是可以做到的。”羅教授，電影里的變形金剛與現(xiàn)實有一定差距。
解讀——機(jī)器人用料很“簡樸” 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，而且可以像蠕蟲一樣扭曲、爬行，是名符其實的“千足蟲”。“它最難的地方是在于46個電機(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)計上的困難。”大三女生、研究小組組長莫洋告訴記者。
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。“從淘寶上砍價買下的CD盒，只有十幾二十塊錢，拆下來就可以作為機(jī)器人的裝飾。”莫洋笑著說。
羅教授介紹，機(jī)器人的材料成本不過2萬元左右。實驗室里每個學(xué)生都是多面手，自己上網(wǎng)砍價、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)合國際上最先進(jìn)的發(fā)明，研發(fā)更多尖端的機(jī)器人。
對于研發(fā)的復(fù)雜程度，他僅以其中的一項視覺傳感器技術(shù)舉例說明：“同樣的視覺系統(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)、計算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、視覺技術(shù)，哪個方面都不可能短缺。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。”羅教授說。
北京晚報記者 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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