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新版Atlas机器人采用液压系统,电机将被取代?

2016-02-29 16:29:59     来源:微电机世界网     作者:何秋芳    

【哔哥哔特导读】日前,谷歌子公司波士顿动力公司发布的新版Atlas机器人的视频,彻底打破了以往机器人重心不稳、笨重迟钝的形象,虽然包括ASIMO机器人在内的大部分机器人用的都是电机系统,但马克·莱伯特(Marc Raibert系波士顿动力公司的创始人)最后还是选择了用液压控制系统作为新版机器人的动力源。

日前,谷歌子公司波士顿动力公司发布的新版Atlas机器人的视频,彻底打破了以往机器人重心不稳、笨重迟钝的形象。

新版Atlas的诞生为直立机器人带来了里程碑式的进步,因为它不仅能在崎岖不平的地形上行走自如,还能完成蹲下、拾物、开门等拟人动作,甚至在面对曲棍球棒的暴力戳撞时,它仍能保持自身的平衡。在被推倒后,它不仅不会死机,而且还能自己重新站起来。

此前,双足人形机器人的运动稳定性和平衡性一直是学术界研究的难题,波士顿动力这次将大量技术结合到了一些实际应用当中,实现了质的飞跃。借助于四肢和身躯的传感器维持身体平衡,再加上头部的激光雷达和立体视觉传感器帮助导航和避障,新版Atlas机器人已经能够适应户外和室内的环境。

利用电机和轴承模拟人的关节,从而控制机器人稳定行走,是机器人通常的控制方式,而新版Atlas机器人之所以能成为首批具备实用化能力基础的足类机器人,其关键性的突破设计却是采用液压动力系统。

虽然包括ASIMO机器人在内的大部分机器人用的都是电机系统,但马克·莱伯特(Marc Raibert系波士顿动力公司的创始人)最后还是选择了用液压控制系统作为新版机器人的动力源。

至此,电机业界开始担心液压系统将会取代电机系统,成为以后机器人产业的首选动力源。

对此,马克·莱伯特称:“我们之所以选择液压系统,主要是现阶段电机驱动机构的功率水平根本不足以满足实用化机器人的性能需求。在相同体积下,现在最高水平的电机和液压系统之间仍然有20-30倍的功率差距。液压系统的单位能量输出密度比电机更大,可以使机器人的体积更小。”

既然液压系统优势明显,那么为什么迄今为止,大部分机器人用的都是电机系统?马克·莱伯特则表示,这是因为相较于液压系统,电机系统更容易控制,只要通电,再加上编码器和减速器,就可以读取信号然后行动了。

此外,电机系统有大批的成品方案提供,比如Maxon的电机就是大部分日韩机器人的标配,维修替换都比较简单,在步态算法方面,由于电机系统的本身的可预测性,所以也比液压系统更容易调试。

新版Atlas机器人使用更为复杂的液压系统,最深层的原因还是电机还无力驱动180磅机器人完成行走的任务。而且对于这些机器人来说,平衡力尚且不足,在行进过程中很可能会摔倒,一旦摔倒导致电机严重损毁,将会给机器人带来毁灭性的打击。所以,与其说未来液压系统将会取代电机系统,还不如说这是现阶段技术水平不足造成的妥协。

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