今天,从俄勒冈州立大学拆分出的智能机器人公司Agility Robotics,发布了被称为Cassie的全新双足机器人。Cassie是一台非常灵活的双足机器人,它要比我们过去看到的那些拖着沉重的步伐小心翼翼前行的双足机器人看起来更像灵活的人类在行走。这使得Cassie能够更好地处理那些人类走起来毫不费力的复杂多样地形,它所拥有的智能能够帮做人们处理不同的环境和状况,而这种智能是未来的机器人必须具备的。

除了用于搜索救援和赈灾,Agility Robotics还考虑了另一个非常特别的使用场景:他们想让Cassie迈着轻快的步子踏上你家台阶,并把包裹放在你家大门口。

在一个演示视频中,Cassie仅仅只有三个月大,如果你仔细观察一下这个机器人行走时双腿的动作,你会发现它的步伐平稳,没有明显的弹跳。

视频中,他们毫不吝啬的让Cassie做了各种各样的事情:穿越泥地,穿越草丛,它能够在水中摇摆的浮桥上保持平衡,甚至能够在大雨之中站立,这些技能对于想要在俄勒冈州生存的任何机器人都是非常重要的。

Cassie看起来更像一只鸵鸟而不是一个人,不是因为Agility Robotics特地设计了一台类鸵鸟机器人。他们不想通过简单的模仿动物形态进行仿生。他们研究了动物的行为和动作姿态来寻求设计灵感。研究人员首先想到的是可以在地面上奔跑的鸟类。通过Agility Robotics公司聪明的设计,Cassie的动作变得更加敏捷、高效和强健。

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这是双足机器人必须的测试

Agility Robotics是一家新公司,但它是ATRIAS机器人中的一股力量。Cassie是在充分吸收了ATRIAS项目的基础上设计的新一代机器人,它的目标是建立一个更加实用,更加有能力的平台。如同Agility Robotics的联合创始人(也是俄勒冈大学的教授)Jonathan Hurst告诉我们的一样:

在ATRIAS的设计之中充满了太多太多的未知。ATRIAS是第一台模仿人类步态的示范机器人,并且使用弹簧装置行走。弹簧装置用来减少来自地面的反作用力和维持人类步态行走的质心运动。但这台机器除了只是一个科学示范以外,没有其他的实用意义。


从ATRIAS那里我们学到了几个关键点:首先,ATRIAS的腿部结构设计是4连杆结构,某种程度上,将弹簧结构的惯性降到了最小。但是这种结构导致了内部的一个电机会阻碍另一个电机的运动,内部的电机之间浪费了很多的能量反复开关,而不是用来做有用功。经过了细致的研究分析,我们设计了Cassie独特的腿部结构。这样的腿部结构使得电机体积更小,并且比曾经的ATRIAS更加高效。

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Cassie拥有三个自由度的髋关节

除了更加高效以外,Cassie在ATRIAS基础之上进行了各种各样的实用性提升。像人类一样,它拥有一个三自由度的髋关节,允许机器的腿部能够向前、向后和侧面移动,同时还能完成腿部旋转动作。这样的全新的结构设计使得Cassie比之前的ATRIAS更容易操控。它拥有加强的脚踝设计,使其能够静止的站在原地,不用像ATRIAS那样为了保持平衡需要不停的移动双脚。它有足够大的电池容量来运行性能强大的插件式计算机,意味着将来可以集成各类环境感知系统。

密歇根大学工程学院的教授Jessy Grizzle,曾经在Dynamic Legged Locomotion实验室反对将ATRIAS机器人命名为MARLO,拿到了一台首批Cassie机器人后,对其优异的性能大为兴奋。这位教授曾经和他的学生们做过费力不讨好的测试,确认MARLO在户外活动时不会跌倒。“Cassie很稳定,”Grizzle告诉我们。“它专为高低不平的路面设计,用来进行跌倒测试。原则上讲,我们不应该使用任何的安全防护措施。这样我们就能把机器人带到室外去了。”

与此同时,Agility Robotics开始为Cassie寻求科研以外的商业应用价值,Hurst告诉我们:

如果我们真的知道如何设计灵活、能干的双足机器人,对于此类机器人,未来会有很多应用场景。包括搜寻营救,机器外骨骼,带有动力装置的义肢和邮寄包裹。


我认为将来双足机器人的市场和汽车工业类似,包括市场规模大小和对社会的影响力方面。我们都想要远程监控机器人,在家庭方面我们需要机器人提供帮助。我们都想要日用品和其它货物能够又快又便宜的送到家门口。我们都希望在贯穿整个生产制造过程中,通过提升物流效率,显著降低货物的制造成本。Cassie朝这个方向迈进的第一步,它会是卖给研究机构的第一代产品,用来帮助研究者社区解决在人类生活环境中应用双足机器人的问题。Cassie会持续改进和发展。Agility Robotics会将焦点放在产品本身和商业客户身上。

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Cassie的最终设计,带有保护罩

Hurst告诉我们,机械手臂和各类传感器很快会被应用到机器人身上。这些传感器能够帮助Cassie在跌倒以后能够自己站起来。同时他们还有一个远程VR系统。关于成本方面,公司不愿意透露具体数值,只是告诉我们他们的目标是制造出总价低于100K美金的机器人。

公司说首批流水线生产的Cassie已经售空。但是如果你想买回来一个研究研究,那就等到夏季。就使用Cassie邮递包裹而言,这是一个非常让人感兴趣的点子,并且我们能够看到带来的好处:我们身边的世界绝大部分都是适应人类双足行走的环境,而双足机器人将来能够成为最容易、最可靠的做事平台。在Cassie能够做到替你搬杂物上楼梯之前,还要有很多工作要做。但我们扔迫不及待地希望,能够看到Cassie在双足行走方面有更精彩的表现。