滑雪機器人助力“科技冬奧”
【北京冬奧 我們(men) 來了】
上海交通大學自主設計研發——
滑雪機器人助力“科技冬奧”
光明日報記者 任鵬 曹繼軍(jun)
靈活避讓障礙、身姿矯健通過旗門、人機交互並肩滑行……近日,由上海交通大學設計研發的六足滑雪機器人在沈陽完成了初級道、中級道以及與(yu) 人共同滑雪實驗,通過了穩定控製、智能感知、規劃決(jue) 策等多方麵的測試。
在這次測試中,滑雪機器人在400米長、坡度18度的中級雪道,以大於(yu) 10m/s速度滑行,運用智能感知、製動控製等技術,完成了機器人競速、轉彎、規劃路線、規避障礙以及人與(yu) 機器人交互等試驗科目,除了身形靈活、姿勢優(you) 美外,它能通過無線遠程人機交互控製,在真實的滑雪環境中穿行滑雪人群,讓大家體(ti) 驗和機器人一起滑雪的樂(le) 趣。
這款滑雪機器人是在“科技冬奧”的號召下,由上海交通大學高峰教授領銜,上海交通大學機械與(yu) 動力工程學院和電子信息與(yu) 電氣工程學院組成的足式機器人研究團隊研製,獲得了科技部國家重點研發計劃“科技冬奧”重點專(zhuan) 項支持。
據介紹,這款滑雪機器人是六足機器人,采用雙板滑雪。中間的四條腿分成兩(liang) 組,每兩(liang) 條腿固定在一個(ge) 滑雪板上,用於(yu) 控製滑雪板的位置和姿態,兩(liang) 側(ce) 的兩(liang) 條腿分別加裝了滑雪杖,用以模仿人,實現點杖的功能。每個(ge) 滑雪板具有五個(ge) 自由度,通過控製滑雪板的位姿可以實現滑雪的速度控製、轉彎和製動等功能。
滑雪對人的穩定性和靈活性要求極高,設計機器人並研發控製係統參與(yu) 滑雪活動,挑戰不小。研究團隊曆經多次科研攻關(guan) ,在機器人性能操控、感知規劃等關(guan) 鍵算法設計上取得了創新突破,自主完成了從(cong) 機構設計、係統框架、穩定控製到智能感知、自主規劃等一係列環節的關(guan) 鍵核心技術研發,最終使滑雪機器人集人機交互、環境感知、軌跡規劃、智能決(jue) 策和穩定控製於(yu) 一體(ti) 。
研究團隊首先進行了機器人機構設計和驅動器設計製造方麵的研究,並為(wei) 機器人建立了“大腦”——智能係統。這個(ge) 係統包括動態平衡穩定控製、智能感知和智能規劃,通過設計智能和行為(wei) 智能的有機融合,使得機器人能夠分析人的滑雪行為(wei) 數據,模仿人的滑雪動作,適應戶外雪麵的環境特性,實現了自主快速穩定地滑行。
滑雪機器人不僅(jin) 是“科技冬奧”的直觀體(ti) 現,而且以“人機共融”的理念為(wei) 後冬奧時代提供了無限暢想。研究團隊表示,“冬奧會(hui) 結束後,這款機器人還可以結合當下5G、無線網絡等先進技術,通過遠程控製,實現滑雪機器人同場競技,創造‘電-機-競’的全新娛樂(le) 模式,為(wei) 滑雪愛好者和青少年創造科技感十足的娛樂(le) 新風尚。”
未來,機器人也將成為(wei) 冰雪運動的重要參與(yu) 主體(ti) ,發揮科技優(you) 勢,在高山和冰雪環境中開展巡邏、實施救援,幫助人們(men) 規避風險,創造舒適安全的冰雪體(ti) 驗環境。“人機共融”的特點還將為(wei) 未來競技模式的拓展、科技與(yu) 娛樂(le) 的全新融合提供無限可能。
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