來源 | 機器人大講堂
原創 | 風雨扶蕖
不知從何時起，在很多小夥伴心目中，讓機器人有像人一樣的腦子是難點，而讓機器人像人一樣走路應該是非常容易、基本的。
殊不知，讓機器人像人一樣走路就足以讓機器人拼盡全力了，很多機器人都是一觸即倒。
其實，人類從爬行到直立行走花費了千百萬年的時間，保持身體平衡，需要身體幾個不同的部分形成一個複雜的網絡。要保持平衡，人的大腦必須将從眼睛、肌肉和筋腱以及内耳傳來的資訊流進行整理，讓這些不同部分共同發揮作用，進而使你能夠保持身體直立、穩定。對于（雙足）機器人而言，直立行走并且保持平衡是絕對沒有那麼簡單的，尤其是在遭遇到外部突發情況時。
近日，來自德克薩斯大學奧斯汀分校科克雷爾工程學院的研究人員就研發了一款雙足機器人“水星”（Mercury）。
Mercury是一款在科克雷爾工程學院教授Luis Sentis的人類中心機器人實驗室開發的雙足機器人，能夠在意外擊中或在沒有警告的情況下施加力量時保持平衡。
他們的方法對應用在緊急響應，防禦到娛樂等所有場景中的機器人都會來重要影響。該團隊将于本周在2018年智能機器人和系統國際會議（IROS2018）上展示他們的工作，這項會議是機器人領域的旗艦會議。
研究人員通過六年時間的建造和測試，将人體保持平衡的關鍵軀體運動轉化為數學方程式，該團隊能夠使用數值公式對他們的機器人Mercury進行程式設計，并由此計算出了一般人走路時失去平衡所需的誤差幅度——2厘米。
“從本質上講，我們已經開發出一種技術來教導自動機器人如何在意外擊中時保持平衡，或者在沒有警告的情況下施加力量，”Sentis說，“這是我們在人群中經常使用的一種特别有價值的技能。”
Sentis表示他們的技術已經成功地動态平衡了兩個沒有腳踝控制和沒有全人形的雙足機器人。
對于沒有腳踝控制的機器人來說，動态的人體運動要比配備有驅動或關節腳的機器人更難實作。為此，UT奧斯汀團隊使用了一種高效的全身控制器，該控制器由互相協調的的旋轉器構成，該旋轉器可以有效地發送和接收資料，以通知機器人最佳的移動路徑以響應下一次碰撞。他們還應用了一種數學技術（通常用于3D動畫，以實作動畫角色的逼真動作）稱為反向運動學，以及低級的電機位置控制器。
此外，“水星”可以根據其創造者的特定需求量身定制，從理論上講，這種技術的基本方程還普遍适用于任何類似的人工智能（AI）和機器人研究。
通過對比人體保持平衡的方式和“水星”的平衡方式，不難看出“水星”是對人類平衡方式的模拟。實際上Sentis實驗室中開發的所有機器人都旨在模仿人類的運動特征。
“我們之是以在實驗室中模仿人體運動和身體形态，是因為我認為人工智能的設計與人類自身是相似的，這将使得人工智能技術轉向人類更加熟悉的方向，”Sentis說，“反過來，這也将使我們對機器人的行為更加熟悉，通過不斷的聯系人與機器人，我們就越容易認識到人工智能改善我們的生活的巨大潛力。”
目前該研究由海軍研究辦公室、UT和Apptronik Systems合作資助。