仿人機(jī)器人發(fā)展概況-調(diào)查

摘要:介紹了國(guó)內(nèi)外仿人機(jī)器人的發(fā)展特點(diǎn)，以行走機(jī)構(gòu)為主要內(nèi)容詳細(xì)分析關(guān)鍵詞:1051973年研制成功了最早具有記載的雙足步行2005218日出版的《科學(xué)》雜志上介紹了一種全新的行走機(jī)構(gòu)，康奈Delft理工大學(xué)的研究人員分別展示了基于這種行Asimo為代表的傳統(tǒng)仿5（122），其中只有一個(gè)踝關(guān)節(jié)用電機(jī)驅(qū)動(dòng)，其他都是被動(dòng)的，雙手?jǐn)[動(dòng)各有的動(dòng)力，另外，新型步行機(jī)器人走路時(shí)一起一伏，跟人沒(méi)什么兩樣。Delft設(shè)計(jì)MIT6個(gè)自Delft都采用獨(dú)立驅(qū)動(dòng)方式的傳統(tǒng)仿人機(jī)器人那樣可以通過(guò)編程獲得不同的步態(tài)．至MIT模型，雖然采用了先進(jìn)的控制方法，但其蹣跚的步態(tài)令觀(guān)看者對(duì)其機(jī)構(gòu)3Asano等人的被動(dòng)動(dòng)力步行ZMP判據(jù)。Asio的步行速2．53公里／時(shí)，主要措施是添加腰2004年底前，本田公司宣Asimo計(jì)劃，尋求更強(qiáng)的行動(dòng)能力，更佳的與人溝通，以及在真實(shí)世界中更機(jī)敏的反應(yīng)能力。ZMP判據(jù)仍是二足步行機(jī)器人各種控制方法的基本ZMPVukobratovicZMP35年來(lái)的發(fā)展作了總結(jié)，Lim和他的同事除了以仿人機(jī)器人上身軀干的擺動(dòng)來(lái)補(bǔ)償17個(gè)(KHR．1)41分．(1)通常的設(shè)計(jì)中腿部自由度為5個(gè)(212，典型的是近藤HOAP-2、AsimoQIRO)5個(gè)自由度已經(jīng)可以完成基本行走動(dòng)3個(gè)(21)4個(gè)臂部自由度的選擇不同．富HOAP231RS3或LS3．NivanaTechnologyTaiChi1RWr2或表演了持扇跳舞．(3)AsimoQIRO也沒(méi)有腰部自由1個(gè)(N1)1N2．(5)21個(gè)自由度，問(wèn)題在于怎樣簡(jiǎn)化．簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)只是一個(gè)10根手指各自獨(dú)立地運(yùn)動(dòng)．這將大大增加自由度的總數(shù)．現(xiàn)在，可以看到作為一個(gè)典型的簡(jiǎn)單的仿人機(jī)器人設(shè)計(jì)，其自由度的總數(shù)為5×2(腿部)+3×2(臂部)+0(腰部)+1(頸部)+0(手部)=J7KHR1機(jī)器人．這樣，我們得知17個(gè)自由度是一個(gè)仿人機(jī)器人(不含被動(dòng)動(dòng)力模型)自由度數(shù)的低313)+1(腰部)+3(頸部)+2×2(11)=34個(gè)。絕大多數(shù)仿人機(jī)器人都用數(shù)字伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)。由于伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)角度為120度或180180位置，可以實(shí)現(xiàn)示教方法編程．這對(duì)多自由度的仿人機(jī)器人的編程帶來(lái)很大方僅在少量仿人機(jī)器人中使用。伺服電機(jī)的尺寸對(duì)仿人機(jī)器人的設(shè)計(jì)有很大影2323YDH—EZAKHR1機(jī)器人增加4個(gè)自由度(1個(gè))，動(dòng)作功能增強(qiáng)了，卻帶來(lái)了“非人”的感覺(jué)．換句話(huà)說(shuō)，一定尺寸的伺服電機(jī)限定了機(jī)器人的最小合理尺寸.CPU并配備相應(yīng)的操作系統(tǒng)，編程和圖像處理CPU用于圖像和傳感器信號(hào)處理．QIROHRP-2機(jī)器人屬于程軟件安裝在外部計(jì)算機(jī)上，Pc需通過(guò)電纜和機(jī)器人上微處理器搭載的單板連卡和機(jī)器人上的CPU構(gòu)成網(wǎng)絡(luò)．一個(gè)例子便是雙蕖電子公司的Speecys機(jī)器Net—BSDSpeecysOS2cFIEEE802．11BLANSpeecysSystem，對(duì)700MHzCPU．PCOSRT—Linux．HOAP2PC22USB插口傳遞USB實(shí)時(shí)傳送程序，另一組為傳送圖像專(zhuān)用．另一種為無(wú)線(xiàn)連接，CFLAN卡和相應(yīng)軟件來(lái)實(shí)現(xiàn)．以上兩個(gè)例子都屬于一358s多。調(diào)整腳底板的姿態(tài)．腳底板傳感器也可以給基于ZMP判據(jù)的控制提供信息。AsimoHRP2機(jī)器人在手腕和腳踝處分別選用了六維力傳感器．可增加對(duì)ZMP為判據(jù)的控制尤為必要．索尼公司SDR-4X4個(gè)力傳感器，這是0．2g0．4g。HOAP-2機(jī)器人．QIROAsimo機(jī)器人具有雙目匹配、人臉識(shí)別以及覺(jué)信號(hào)處理主要有兩種途徑：Asimo、QIRO、HRP-2CPUCPUHOAP-2USB通道，把圖像上傳到主機(jī)處理后再把結(jié)果回傳至機(jī)器人．第一USB電纜，不能脫機(jī)運(yùn)行；如果用無(wú)線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)則通訊成為瓶頸，無(wú)法實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)SDR-4XFPGA進(jìn)行兩個(gè)攝像頭的圖像匹配，結(jié)果再送主CPU．有一種在其它機(jī)器人導(dǎo)航上已使用的高