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“这是一款不怕摔倒的仿人机器人”

作者: | 发布时间:2019-02-05 12

  “历经六代研究,我们的仿人机器人,不仅能像人一样行走,还能在摔倒时自我保护,走不过去时,可以爬过去,最大限度地模仿人的协调运动,是一款不怕摔倒的机器人。”北京理工大学教授黄强谈起自己的“汇童6代”机器人时,充满自信。

  近日,在北京人民大会堂举行的2018年国家科技奖励大会上,由北京理工大学教授黄强牵头研发的“仿人机器人关键技术及应用”成果,获得国家技术发明奖二等奖。

  伴随科技的飞速发展,当今社会正在由互联网时代向人工智能时代迈进,机器人身影在我们的生活中日渐增多,从工作生产线上智能制造到家庭扫地清洁卫生,这其中模仿人类自身的仿人机器人更是热点中的热点。仿人机器人可以双足行走、双手操作,更容易适应人类生活和工作环境,可直接使用人们现有的工具和装备,辅助或代替人完成复杂危险任务,在公共安全、国家重大工程、社会服务等领域有重大需求。

  “仿人机器人是智能机器人研究的国际前沿领域,多学科高度交叉,每一点进步都会引发行业内外的高度关注。仿人机器人全身有几十个自由度,也就是我们说的‘关节’,要想实现对这么多肢体和关节的统一协调控制,还要保持机器人整体的运动平衡,实现对人体运动的模仿,是十分困难的事情。”多年来深耕仿人机器人领域的黄强感触颇深,“可以说仿人机器人要解决的关键技术,就是当前智能机器人的核心技术,也是世界强国和巨额资本长期角逐的焦点。”

  国际仿人机器人研究始于上世纪70年代日本早稻田大学,日本、美国、德国长期在该研究领域保持领先地位。当前,各国的仿人机器人普遍存在摔倒后不能继续工作的短板,更不具备像人类一样的综合运动能力,也就是不能同时具备行走、爬行、摔倒保护、翻滚等运动模态,导致机器人难以适应复杂环境。

  针对这一技术难题,黄强团队创新提出了融合人体运动规律的仿生方法,发明了基于人体运动规律的拟人运动规划方法、传感反射控制方法、功能仿生机构、功能部件与系统匹配优化设计方法等,突破了仿人机器人多模态多关节协调的运动规划与控制等关键技术,先后研制了6代汇童仿人机器人,实现了仿人机器人行走、爬行、翻滚、摔倒保护等多模态运动,使仿人机器人初步具备了复杂环境适应能力。

  最新的第6代汇童机器人,凭借先进的多模态运动能力,不仅可以在摔倒时“屈膝”,实现自我保护,还可以自己爬起来,如果环境过于复杂而不能直立,机器人还可以实现爬行通过。这意味着这款“北理工牌”的机器人,在复杂环境下,总会想尽办法顽强地到达目的地,完成任务。

  这一成果的背后,离不开该校在机器人研究领域的长期积累。作为项目牵头人,黄强曾在日本开展仿人机器人研究10余年,2001年回国后,在北京理工大学组建仿人机器人研究团队,之后研发了汇童系列仿人机器人,在国内首次实现了仿人机器人无外接电缆独立行走,在国内外首次实现仿人机器人以刀术为代表的全身协调复杂运动等,曾多次入选国家重大科技成就展。2015年,该校获批北京智能机器人与系统高精尖创新中心,这也是北京市机器人领域唯一的高精尖创新中心。