來源 | 機器人大講堂
作者 | 溪岚
編輯 | 海蛟
導讀
雙足機器人Cassie，一直以其獨特的腿部造型，與輕盈的步态備受機器人界的關注。人們甚至認為這種先進的行走步态和Atlas相比并沒有遜色很多，隻是空有一雙大長腿，總是感覺怪怪的。不過，從Agility Robotics最新公布的消息來看，近日Cassie終于長出了上半身，并取名為Digit。
新舊Cassie有何不同
與舊版Cassie相比，新版顯得既高大威猛，又靈巧靈活，它不光長出了軀幹和雙臂，還擁有了一個新名字——Digit。
雖然Digit的下半身依然是Cassie經典的“鴕鳥腿”，但鑒于其整體的仿人結構，我們似乎還應該把它歸為“仿人機器人”的範圍。
Digit在保留了雙腿的基礎上，将Cassie的臀部改裝成了連接配接軀幹的“胯骨”。Digit增添了上身軀幹和兩支4自由度的手臂，整體上身的設計十分簡潔、緊湊與輕量化，增添了雙臂的Digit會極大提升其操作能力、保持平衡能力以及摔倒後起身的能力。
軀幹頂端的雷射雷達以及軀幹中的傳感器都有助于Digit在行走中收集資料，使它能夠在充滿障礙的地方進行導航。
它的數字控制系統也進行了改造，通過API對爬樓梯、控制步态等進階行為進行控制。此外，Digit的軀幹中容納了兩個多核CPU，以及一個可以由第三台計算機控制的子產品化有效載荷艙，支援它進行額外的感覺，并強化了它的學習能力。
而在這些改裝中，最有實用價值的還是它的一雙手臂。它的手臂擁有四個自由度，極大地擴充了它的靈活性。這雙手臂可以用來保持平衡，在摔倒時支撐身體重新站起來，推開門等障礙物，以及最重要的，操縱和攜帶物體。
這就與Agility Robotics對于Cassie的最初應用設想挂上了勾，即讓機器人送快遞，為“最後一公裡”添磚加瓦。
據研究人員介紹，Digit的手臂能夠舉起大約18公斤重的箱子，也能夠将物體進行堆疊，盡管還在測試階段，Digit卻已經展示出了其擔任快遞小哥的不俗潛力。此外，研究人員也希望在加上手臂和傳感器後，Digit能夠真正在救災等場景中發揮作用。
隻是到目前為止Agility Robotics公司隻公布了Digit的定妝照，并沒有讓人大飽眼福的視訊釋出。各位就先看看圖檔，然後讓我們共同期待視訊的後續釋出吧！
Cassie之是以為“父”
聊完了Digit，我們再來聊聊Digit的“爸爸”Cassie。
這個“爸爸”可不是亂叫的，由于Digit的整體架構完全基于Cassie之上，連研究人員都開玩笑說“Digit is a direct descendant of Cassie.（Digit是Cassie的直系後裔）”。Digit能夠完成快遞小哥的使命，在樓梯和不同地形之間跑來跑去，主要就是基于Cassie穩定的雙腿。
可以說沒有Cassie就不會有Digit，是以“爸爸”這個稱呼Cassie當之無愧。
那麼Cassie到底為什麼能夠這麼穩定且靈活地移動呢？
原因一：更多的自由度
Cassie的兩條腿每一條都有五個自由度，均由電機驅動。臀部有三個自由度，允許腿向前、後、側三個方向擺動，與人類一緻。
胫骨和腳踝上也分别有一個額外的自由度，這兩個部分并不由電機驅動，而是附着在彈簧上，有助于機器人處理前進道路上的障礙物，就算踏在台階邊緣也可以保持平衡穩定。
原因二：更複雜的控制
Cassie所帶的電機數量多，體積也較小，由于可移動的方向更多，移動到特定方向便要計算每個電機所需的不同扭矩，為此，控制器就需要考慮到腿的慣性以及電機和變速器的動态特性。
雖然控制變得更加複雜了，但是這樣就能夠實作更多行為以及更好的性能。例如下面這個在走動中立定的實驗：
可以看出，Cassie從最開始搖搖晃晃的“不倒翁”一步一步變得穩定起來，最後連着走了幾步再站定時也幾乎不怎麼晃動了。
原因三：上樓梯的步伐更加穩定
對于雙足機器人來說，上樓梯從來都是一項不可避免的挑戰。Cassie一向認為世界是平的，這讓它的戶外行走進行得十分輕松，它可以在土地或草叢中連續行走一個小時。
而當Cassie上樓梯時，這種想法就不再适用了，由于樓梯對于機器人來說是較為複雜的路況，它很有可能站立不穩，進而摔倒。
當控制器擴充到垂直方向，允許兩條腿上下跨步，并增加了平滑過渡時，Cassie可以邁上樓梯，但隻能保持動态穩定，不能保持靜态也同樣穩定。
接着，研究人員讓Cassie在上樓梯的時候始終試圖保持骨盆高度一緻，而不是随着擡腿拔高身子，這樣Cassie在上樓時的身形就穩定了許多。
尤其在連續登上幾階台階時，Cassie的步伐顯得更加堅定有力。
研究人員還跟Cassie開了個小小的玩笑：讓Cassie連續上兩個台階，而地上其實隻擺放了一層台階，這種情況Cassie會如何處理呢？
可以看出，Cassie在上第二階踏空時有一個明顯的向上踮腳的動作，但這不存在的一節階梯并未對它的平衡性産生影響，Cassie依然保持了穩定。如果此處替換成蒙眼的人類，在第二階踩空的時候很有可能已經摔倒了。是以從某種意義上來說，Cassie的動态穩定性還是要比人類好了許多的。
有這樣一個跑步爬樓梯都不在話下的底座作為基礎，可以想見Digit将能夠如何在無人快遞領域大展身手了。
Agility Robotics表示，Digit将在年中公布定價，并從2020年第一季度開始傳遞，讓我們一起期待關于Digit的更多資訊吧。
—— 完 ——