Atlas机器人家族还有其他脑洞大开的有趣成员

　　来源：界面 江帆

　　还记得2015年美国国防部高级研究计划局(DARPA)在其主办的机器人大赛上说的那句玩笑话吗？“如果你害怕终结者的话，把大门锁紧就好了。”当时大部分的参赛机器人都完成不了开门这一简单动作，主办方戏谑又失落地抛出了这句玩笑话。而日前谷歌子公司波士顿动力公司(Boston Dynamics)发布的新版Atlas机器人的视频，彻底打破了以往机器人重心不稳、笨重迟钝的形象。

　　新版Atlas不仅能在崎岖不平的地形上行走自如，还能完成蹲下、拾物、开门等拟人动作。甚至在面对曲棍球棒的暴力戳撞时，它仍能保持自身的平衡。而最逆天的功能是什么？就是它深谙跌倒了要爬起来的道理，没错，在失去平衡跌倒后，它能迅速调整姿势重新自主站立起来。

　　“这绝对是个令人惊异的存在，”加州大学伯克利分校的机器人教授Ken Goldberg说，“与老版Atlas相比，新版的行动确实顺畅了许多。”这不寻常的顺畅程度令他十分惊讶，“突发事件会对机器人产生一定冲击，我们将其称为‘刺激’，应对‘刺激’对机器人来说是十分困难的。”Goldberg说，尤其是当新版Atlas的胸部遭受曲棍球棒的戳捅时，它应激能力使人印象深刻，因为那正是重心所在。

　　新版Atlas高约5.9英尺(约合1.75米)，重约180磅(约合82千克)，比老版Atlas更为精短、轻巧，老版Atlas高约6.2英尺(约合1.9米)，重约345磅(约合156千克)。这是一款为户内外兼用设计而成的机器人，由电力驱动和液压系统制动。波士顿动力公司认为电动马达是不足以驱动一个重达180磅的机器人行走，因此保留了老版Atlas复杂精细的液压系统。其他足式机器人也采用这种方法。而将电力驱动的低噪音和液压驱动的高效率相结合，不失为一种合理的折衷方法。老版Atlas配有一个外部电源，而新版Atlas则升级为电池供电，外形更为时尚、噪音更小、行动更为敏捷。

　　新版Atlas的内置传感器能保持躯体与腿部的平衡，头部配有激光雷达和立体视觉传感器，可避开障碍物、评估地形，并可以帮助导航。腿部的传感器能防止跌倒，所有这些配置使它能够在雪地中自主导航行走，搬运箱子，并在跌倒后自主站立。其中一些传感器似乎甚至能识别箱子或者门上的二维码或其他代码。

　　在2015于加州波莫纳举行DARPA机器人大赛上，仅使机器人保持直立是当时所有参赛团队最为头疼的问题之一。那些机器人的行走和跌倒姿势都十分滑稽而诡异。而跌倒后的机器人没有一个能自己爬起来。当时波士顿动力公司的参赛作品就是老版Atlas，一旦摔倒，必须重新启动程序。

　　新版Atlas的诞生为直立机器人带来了里程碑式的进步。在被推倒后，它不仅不会死机，而且还能自己重新站起来。在视频中我们可以看到地面铺着几层垫子，虽说目前透露的关于新版Atlas的稳定性信息并不全面，但与其他仿人机器人相比(比如CHIMP)，新版Atlas不知甩了它们多远。

　　新版Atlas的这种动态平衡让我们想起了之前波士顿动力公司推出的Big Dog机器人，但还是很难相信动态平衡真的在直立机器人身上实现了。因为下肢在快速移动的同时仍要支持着上身，这是很难做到的。

　　目前我们尚不清楚新版Atlas的自主化程度到底有多高。从视频中可以看出，在户外行走的大部分时间里，它的激光雷达似乎并不旋转，这就意味着很有可能是有人在操控。并且，它完成的搬盒子动作看起来是自动的，但它将盒子放置到货架上时屏幕后方到底发生了什么，我们不得而知。

　　波士顿动力公司是闻名全球的机器人工程技术厂商，它是美国一家工程与机器人公司，专门开发运动机器人和人类模拟软件，主要从事机器人的快速移动、负载和拟人行为等能力的研究。

　　1992年，波士顿动力公司从麻省理工学院(MIT)分离出来独立经营，后一直从事军事项目的研发工作，与美国政府和军方关系密切，它与美国陆海空三军签订了诸多项目合同，获得大量研究资金。于2013年12月被谷歌收购，波士顿动力公司并不仅在仿人机器人领域占有领先地位，它们也从野生动物寻找灵感，制造了许多脑洞大开的机器人，下面我们就来细数波士顿动力公司机器人家族中的有趣成员。

　　Petman

　　Petman是一款用于测试化学防护服装的仿人机器人，自然又敏捷的运动对Petman来说是至关重要的，因为它需要模拟士兵在现实条件下对防护服的反应。

　　不同于以往运动受限且过度依赖机械支持的测试机器人，Petman能够自主平衡，运动也更加自由；在接触化学战争物质的情况下穿着防护服完成行走，弯腰以及各种动作。Petman调控自身的体温、湿度和排汗量来模拟人类在防护服下的反应，从而达到最佳的测试效果。

　　BigDog(大狗)

　　BigDog是一款能够适应复杂地形条件的机器人，能行走、奔跑、攀爬以及负载重物，由液压系统驱动引擎。BigDog的四条腿和动物一样拥有关节，可吸收冲击，每迈出一步就回收部分能量，以此带动下一步。Big Dog的体格与一只大狗或小骡子相当。大约3英尺(约合0.9米)长，2.5英尺(约合0.76米)高，体重240磅(约合109千克)。

　　BigDog的机载计算机能够控制躯体移动和过程传感器，还能处理通讯。其控制系统保持躯体平衡，在不同的地形选择不同的运动和导航方式。BigDog的运动感测器包括：联合位置、联结力、接地触点、接地负载、一个雷射陀螺仪、一个激光雷达和立体视觉系统。它的其他传感器则专注监测内部各项指标状态，如液压、油温、引擎功能、电池充电情况等。

　　BigDog的奔跑速度为4英里/时(约合6.4公里/时)，最大爬坡度数为35度，可在废墟、泥地、雪地、水中行走，可负重340磅(约154千克)。该研究项目由DARPA提供资金支持。

　　LittleDog(小狗)

　　Little Dog是一款用来研究移动的四足机器人样机，研究人员用它来探测运动学、动态控制、环境感知与复杂地形移动之间的基本关系。目前Little Dog在麻省理工学院、斯坦福、卡内基梅隆大学、南加州大学、宾夕法尼亚大学等高校均有所应用，同时也是DARPA投资的先进机器人项目。

　　Little Dog有四条腿，每条腿都分别有三个电机驱动，可移动范围非常大。这个小小的机器人能够爬坡、也能实现动力学运动步态，其机载PC电脑随身携带的PC级别的电脑用控制致动器、处理传感器信号和外界交流。Little Dog的传感器主要负责测量关节角度、电机电流、体平衡和接地触点的状况，机载锂电池能保证30分钟的连续运行。并可通过无线通信和数据采集系统，可以进行远程遥控和数据分析。该项目由DARPA信息处理技术办公室提供资金支持。

　　CHEETAH(猎豹)

　　CHEETAH是目前世界上速度最快的腿式机器人，奔跑速度超过29英里/时(约合47公里/时)，打破了之前MIT机器人在1989年创下的13.1英里/时(约合21公里/时)的记录。

　　猎豹机器人的背部结构是关节型的，能够随着每一个动作灵活地来回移动，提高了步幅和奔跑速度，这与动物的运动原理相差无几。它的驱动力来自外部的液压泵。DARPA为该机器人的项目提供资金支持。

　　WildCat(野猫)

　　Wild Cat实际上是CHEETAH的自由运转版本，虽然它的速度尚未达到Cheetah的水平，但这种四腿机器人无论遇到哪种地形，也能以16英里/时(约合25公里/时)的速度奔跑。此外，它还可以快速跳跃和转身。

　　Sand Flea(跳蚤)

　　Sand Flea是一个只重约11磅(约合5千克)的侦察机器人。在平地上它能像遥控模型车一样飞驰，最重要的是，为躲避障碍它可跳起30英尺(约合9.1米)高左右，这弹跳力能轻而易举地跳过一面复合墙、房顶、一组楼梯的顶端。

　　在飞行过程中，Sand Flea的内置陀螺仪使其保持水平状态，为机载摄像机提供清晰的视角，并能保证平稳着陆。每充电一次，Sand Flea可弹跳25次。美国军方为波士顿动力公司的该项目的研发提供资金支持。

　　RISE

　　RISE是一款能够垂直爬行的机器人，墙壁、树木、栅栏等都不在话下。爬行过程中，RISE的脚上附有很多微型爪，它们紧紧地吸附在物体表面上。RiSE通过改变自身姿势符来适应不同的表面，随着高度的上升，它的“尾巴”有助于提高平衡。RISE只有25厘米长，重约2千克，爬行速度为0.3米/秒。

　　RISE共有六条腿，每条腿都由两个电动马达来驱动，机载电脑控制腿部的动作及通信，服务多个传感器，包括关节位置传感器、应变传感器和腿足部接触传感器。该项目由波士顿动力公司与宾夕法尼亚大学、卡内基梅隆大学、加州大学伯克利分校、斯坦福大学等高校的研究人员共同开发。DARPA提供资金支持。