站在加利福尼亞州帕薩迪納的實(shí)驗(yàn)室里，里面裝著雙足（或雙腿）機(jī)器人。一位研究人員向我挑戰(zhàn)，試圖絆倒一個(gè)在跑步機(jī)上行走的5英尺半人形機(jī)器人Amber。當(dāng)它走到位時(shí)，它用一根繩子連接到欄桿上面，所以如果我太笨重，它只會(huì)向前或向后掉落。
盡管我知道機(jī)器人沒有感情，但感覺還是很殘酷。小心翼翼地，我伸出手在Amber的右腿前面，看著它絆倒并失去了它的立足點(diǎn)，就像我不小心在我的路上踢了一些東西一樣。令我驚訝的是，機(jī)器人恢復(fù)并繼續(xù)以同樣穩(wěn)定的速度行走，就像從未發(fā)生過一樣。接下來，我用長金屬尺推它的軀干。機(jī)器人再次恢復(fù)。這個(gè)過程可能聽起來很有意思，但這正是加州理工學(xué)院Amber Lab的研究人員所說的干擾測試。
（博士 學(xué)生馬文龍演示了他如何對機(jī)器人進(jìn)行干擾測試。他設(shè)計(jì)了一些控制器，可以幫助機(jī)器人在遇到意外情況時(shí)恢復(fù)（例如用長標(biāo)尺戳）。）
我們習(xí)慣于看到像波士頓動(dòng)力公司這樣的機(jī)器人跑步，跳躍甚至跑酷。但是琥珀實(shí)驗(yàn)室的機(jī)器人并不只是表現(xiàn)出花哨的技巧。通過了解機(jī)器人如何定位，實(shí)驗(yàn)室的研究人員可以直接將其轉(zhuǎn)化為幫助行走困難的人的設(shè)備。或者根本不能走路的人。
“每次我們實(shí)現(xiàn)行走或跑步等行為時(shí)，我們都希望將其放在假肢裝置上，最終成為截癱患者的外骨骼，”加州理工學(xué)院機(jī)械與土木工程教授Bren Aaron D. Ames博士說。領(lǐng)導(dǎo)琥珀實(shí)驗(yàn)室。該實(shí)驗(yàn)室的主要重點(diǎn)是雙足機(jī)器人的實(shí)驗(yàn)研究。“我們希望[截癱]起床并使用我們在步行機(jī)器人上使用的相同算法。”
艾姆斯和他的團(tuán)隊(duì)不是試圖模仿或反映機(jī)器人的人類行為，而是試圖理解運(yùn)動(dòng)的數(shù)學(xué)。因此，如果機(jī)器人摔倒，研究人員不只是嘗試調(diào)整機(jī)器人的設(shè)置以使其工作。“我們回到基礎(chǔ)科學(xué)，KUKA機(jī)器人示教器維修，然后重復(fù)數(shù)學(xué)和算法再次嘗試，”他說。
機(jī)器人使用電動(dòng)馬達(dá)而不是液壓馬達(dá)，這使得它們能夠進(jìn)行微妙的動(dòng)作，使其更適合用作輔助裝置。
在實(shí)驗(yàn)室開發(fā)的假肢之一是Ampro 3.它是一種動(dòng)力，經(jīng)股動(dòng)脈（膝蓋以上）假體，在腳踝處具有兩個(gè)自由度，旨在使人們比現(xiàn)有裝置更好地行走。我看作是博士。學(xué)生Rachel Gehlhar展示了與Ampro一起走走的感覺。慣性測量單元（IMU）基于佩戴者行走的速度來調(diào)節(jié)合成腿的運(yùn)動(dòng)。因此，如果Gehlhar走得更快，Ampro也會(huì)加快速度。
走廊上的大窗戶沿著Amber實(shí)驗(yàn)室，所以路人可以很好地了解學(xué)生如何建造和測試機(jī)器人。實(shí)驗(yàn)室本身大小相當(dāng)于兩個(gè)大房間，一側(cè)有工作區(qū)，學(xué)生可以從事大量的工程工作。我訪問期間有三個(gè)主要的機(jī)器人正在工作：Amber，一個(gè)連接到護(hù)欄上的跳躍機(jī)器人; AMPRO; 和Cassie，庫卡機(jī)器人，一個(gè)三維移動(dòng)的無繩雙足機(jī)器人。在實(shí)驗(yàn)室的另一側(cè)，有一個(gè)巨大的跑步機(jī)內(nèi)置在地板上，可以達(dá)到每小時(shí)40英里的速度，適用于更極端的測試場景。
琥珀實(shí)驗(yàn)室機(jī)器人的長期前景是讓它們穿越與人類相同的地形。佛羅里達(dá)人體和機(jī)器控制研究所在可以承受崎嶇地形的機(jī)器人部件上進(jìn)行了類似的研究。
在室內(nèi)，所有機(jī)器人真正需要處理的是平坦的跑步機(jī)或平緩的斜坡。但在現(xiàn)實(shí)世界中，地面并不統(tǒng)一。污垢不均勻，沙子不穩(wěn)定。
這就是Cassie這樣的機(jī)器人旨在解決的問題。由Agility Robotics開發(fā)，實(shí)驗(yàn)室的學(xué)生和研究人員使用它來了解行走算法如何在室外進(jìn)行翻譯。
（由加州理工學(xué)院的研究人員設(shè)計(jì)的Cassie步行控制器允許機(jī)器人走出室外，在人行道，草地和泥土等不平坦的表面上行走。）
Cassie仍然遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能解決積雪或真正具有挑戰(zhàn)性的地形。但是艾姆斯和他的團(tuán)隊(duì)正在將機(jī)器人從實(shí)驗(yàn)室的受控環(huán)境過渡到現(xiàn)實(shí)世界。
當(dāng)雙足機(jī)器人能夠真正實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離自主運(yùn)動(dòng)時(shí)，它們可以用于探索極端環(huán)境 - 如火星表面。
“這就是讓機(jī)器人做一些人類能力最高的事情的想法，無論是處理不同的地形，還是快速移動(dòng)，”艾姆斯說。“我認(rèn)為，作為我們正在拍攝的機(jī)器人社區(qū)，這些都是兩條戰(zhàn)線。”
至于科幻小說中的機(jī)器人視覺，艾姆斯引用艾薩克·阿西莫夫的“我，機(jī)器人故事”作為他想要實(shí)現(xiàn)的版本。
“他們不是可怕的終結(jié)者。他們實(shí)際上是為了讓我們的生活變得更好。”
，KUKA機(jī)器人示教器維修