ANYmal,一个四条腿的机器人,在危险的环境中代替人类
2025-09-03 01:46

ANYmal,一个四条腿的机器人,在危险的环境中代替人类

  

  

  它被称为ANYmal,顾名思义,它的工作原理就像它一样。这是一个有四条腿的机器人,有狗的大小,有很大的自主权。因为运动——从一个地方移动到另一个地方的动作——是机器最难掌握的技能之一。通常情况下,它们会在熟悉的受控环境中学习行走,以避免碰撞或跌倒,但瑞士苏黎世联邦理工学院的研究人员让ANYmal自己面对现实世界的挑战。这个机器人的最新版本可以爬楼梯,在非常窄的横梁上行走,在有植被、岩石、雪和各种它不知道的光滑和复杂表面的自然环境中导航。研究人员在《科学机器人》杂志上发表了他们的研究进展。

  为了实现目标,ANYmal在研究人员设计的76000平方米的土地上克服了充满障碍的路线。这种电路在行走时需要很高的精度,或者需要很强的稳健性来克服它而不摔倒。苏黎世联邦理工学院机器人学教授、该研究的主要作者Fabian Jenelten详细介绍说:“我们重建了可能在自然灾害现场发现的困难环境,那里的碎片在踩踏时可能会进一步分解,而在建筑工地,油渍会导致表面光滑。”

  这个机器人能够自主操作,这意味着它可以在没有人类持续干预的情况下做出决定并适应环境。为了做到这一点,它配备了各种摄像头、接近传感器和陀螺仪,使其能够感知周围环境。他们的激光雷达(激光设备)能精确测量距离并实时绘制地图。此外,这台机器可以检测气体泄漏,最多可携带10公斤。

  四足机器人有两种学习行走的方式:一种是通过深度学习方法,让它们掌握应对不同地形的技能;另一种是通过传统方法,实现更精确的运动。因此,它们最终要么是健壮的,要么是准确的,只是两者中的一个,而当面对现实世界时,它们往往会失败。Jenelten的团队决定通过结合传统方法的精确性和深度学习的稳健性来解决机器人技术的这一弱点。因此,ANYmal实现了本体感觉,即对自己身体位置的感知——人类和动物都依赖于这种感知来移动。Jenelten解释说:“在我们的工作中,我们试图将这两个方面结合起来,使四足机器人能够征服与未来应用相关的新环境。”

  任何动物都不是独一无二的。你的远房亲戚,来自波士顿动力公司,是一个四足机器人,具有非常相似的特征。福特已经收购了一些已经在其工厂运行的系统,以跟踪和防止汽车装配线上可能出现的故障。随后,防务公司Sword defense Systems在这些机器人身上安装了一种精确步枪,可以击中一公里以外的目标,并具有在黑暗中射击的热视觉,而其他机器人则搬到了新西兰的农村,成为牧羊人。

  ANYmal的发明者相信,在几年内,他们将能够积极协助人类进行救援任务,例如,在地震或爆炸之后,在激光雷达的帮助下,他们将创建预测滑坡或不稳定路线的地图。展望未来,Jenlets解释说,“这些机器人具有巨大的潜力,可以在危险和潜在致命的环境中完全取代人类。”

  CSIC自动化与机器人中心主任鲁道夫·哈伯建议,考虑到这些机器人“不仅仅是人类的替代品,它们将起到辅助和陪伴的作用。”他解释说,在大城市,它们可以为听觉、视觉和其他残疾人士提供支持。机器不一定会取代工人:“例如,机器人可以帮助一个在建筑工地工作的人更强壮地活到60岁,”哈伯解释说。

  据哈伯说,有几年,用腿运动“非常流行”。例如,在西班牙,CSIC的研究人员创造了六条腿的机器来执行地雷探测任务。许多四足机器人项目被放弃了,但研究人员认为,人工智能的进步可以改善这些模型,因此许多公司和行业将再次接受它们,在工业和社会层面上将有一个巨大的市场。

  创造者和CSIC机器人专家都认为ANYmal运动的进步对有腿机器人的未来很有价值。考虑到这些进步以及技术和人工智能的不断发展,很可能在几年内,四条腿的机器人在街上行走是很常见的,它们可以帮助人们完成各种任务。

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