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四腿機器人機器狗設計案例參考:AIBO,BigDog 和LittleDog

來源:西安交通大學      編輯:創澤      時間:2025/9/20      主題:其他   [加盟]

盡管四腿站立不動是無源穩定的,但要行走仍具有挑戰性。因為在步行期間,為 了保持穩定,機器人的重心需要主動地偏移。Z近,索尼投資數百萬美元開發一個叫作AIBO的四腿機器人(圖2.19)。為了制作這個機器人,索尼開發了近實時的新的 機器人操作系統和新的嚙合伺服電機。它具有足夠大的力矩以支持機器人,還是可 后向驅動的以保證安全。除了開發專用的電機和軟件之外,索尼公司還插入了一個 彩色視覺系統,使AIBO 能夠追逐一個色彩鮮艷的球。在需要再充電之前,機器人至 多能工作一個小時。該機器人初期銷量曾經很旺,D一年就賣了60000多臺。可是, 這臺機器狗所用的電機的數量和技術投資,使得它的售價高達約1500美元。

四腿機器人在人機交互研究中,具有當作有效人造產品的潛能(圖2.20)。比如, 人類可以像對待寵物一樣對待這個索尼機器人,并可以像人和狗那樣發展感情聯系。 此外,索尼已設計了AIBO 的行走款式,以及模仿學習和熟化的一般行為,即隨時生動態行為,這對可以追蹤行為變化的物主來說會更加感興趣。在解決了高能存儲和電機工藝難題后,四腳機器人可能比AIBO 有更強的功能,它會在全人類環境中得 以普及 。


BigDog 和LittleDog(圖2.21)是四腳機器人的Z新例子,它們是受美國國防先 進研究項目局(DARPA) 委托,由波士頓動力研究所開發的機器人。BigDog是一個 粗糙地形的機器人,能夠走、跑、爬,并運載重負荷。它由一個發動機和驅動液壓激勵系統提供動力。它的腿像動物一樣與適從元件相連,吸收振動,并在二步之間循環能 量。該項目的目的,是使機器人能夠去人和動物能夠去的任何地方。這個項目由 DARPA 的戰術技術辦公室資助。相反,LittleDog是一個小尺寸的機器人,它是為研究學習運動而設計的。它的每條腿具有大的運動范圍,并由3個電機供能量。所以, 這個機器人在爬行和動態運動步態方面,具有足夠強的功能。

另一個四腿機器人的例子是ALoF, 該機器人是在ASL(蘇黎世瑞士聯邦理工大學)開 發的(圖2.22)。它被當作一個平臺,研究能量-效率運動。這是通過發掘無源動力學來進 行的,其方法如同2.2.2節所闡述的一樣,它在雙腳機器人中被證明是有效的。






核電人形機器人的八點特性:高輻射耐受性,智能決策,智能決策,自主導航定位,遠程操控便捷

高輻射耐受性確保機器人在惡劣環境中電子系統正常運作;運動控制能力適配復雜任務與場景;自主導航定位能夠巧妙地利用空間,在狹窄通道和設備間隙間準確穿梭

核電人形機器人專題報告[工業應用場景],核電全產業鏈智能化的核心支撐

人形機器人有望成為核電全產業鏈智能化的核心支撐,為核電智能化發展開啟新篇章;完成訓練數據采集系統和工藝自主化實現的階段性驗收,標志著人形機器人在核電行業應用邁向重要階段

人形機器人危險類型及典型示例:機械危險、 電氣危險、熱危險、噪聲危險、震動危險、輻射危險

人形機器人作為具身智能的典型載體,工作應用場景豐富; 對自主性與動態決策能力的覆蓋不足;動態與非結構化環境的適應性;多模態交互的復雜性可能產生復合風險

服務機器人安全方面檢測:機械安全、電氣安全、功能安全、協同安全

機器人機械安全是指通過機械結構設計確保機器人在運行過程中避免因機械故障;電氣安全避免因電氣故障引發觸電;功能安全確保人形機器人在其功能執行過程中避免對人員、 環境或自身造成傷害

服務機器人智能方面檢測:大小腦智能、 肢肌體運動

大小腦智能應覆蓋感知、認知、決策與執行的完整鏈路,為下層肢肌體系統提供策略指導與控制信號支持;肢肌體運動結構集成、控制算法與感知反饋系統的融合程度

人形機器人檢測的六個核心專業維度:智能,安全,可靠,可信,綠色,兼容

智能-評估大小腦智能、肢肌體運動等能力的水平;可靠-考察機器人在壽命、平均無故障時間以及環境適應性;可信-涵蓋數據可信、算法可信以及行為可信

從柔性傳感到人形機器人觸覺革命,2030年增至61萬臺/年,推動電子皮膚需求;電子皮膚賽道技術迭代快、市場空間大

全球電子皮膚市場2024年約63億美元,預計2034年超300億美元(CAGR 17%);模擬人類皮膚的觸覺、溫度、濕度感知,提升機器人仿生能力與交互體驗

選擇合適的機器人形態:3自由度、300自由度、30000自由度

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