機(jī)械社區(qū)
標(biāo)題: 中美日歐四足機(jī)器人同臺(tái)大比拼，國(guó)貨也驚人？ [打印本頁(yè)]
作者: Insigne 時(shí)間: 2019-12-21 10:12
標(biāo)題: 中美日歐四足機(jī)器人同臺(tái)大比拼，國(guó)貨也驚人？
在技術(shù)高速發(fā)展的今天，機(jī)器人成為各國(guó)競(jìng)爭(zhēng)的重要指標(biāo)。除了傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，大家對(duì)于四足機(jī)器人的研究也一直是“樂(lè)此不�！�。各種“機(jī)器狗”不斷的被發(fā)明出來(lái)，功能也越來(lái)越強(qiáng)大。今天小編就為大家盤(pán)點(diǎn)一下國(guó)內(nèi)、國(guó)外兩大陣營(yíng)的“機(jī)器狗”，看看哪邊的實(shí)力更強(qiáng)呢？
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國(guó)內(nèi)陣營(yíng)
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彈跳驚人——浙大“絕影”機(jī)器狗
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浙江大學(xué)四足仿生機(jī)器人“絕影”早已名聲在外。 “絕影”靠電機(jī)驅(qū)動(dòng)，最大負(fù)載20千克，最快行走速度為每小時(shí)6公里，續(xù)航時(shí)間2小時(shí)。它已經(jīng)掌握了跑跳、爬梯子、在碎石子路上行走、自主蹲下再站起來(lái)等許多能力。
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“絕影”的技術(shù)優(yōu)勢(shì)正如視頻中展現(xiàn)的，動(dòng)作自然柔順，反應(yīng)快速準(zhǔn)確，面對(duì)復(fù)雜環(huán)境能表現(xiàn)出很強(qiáng)的適應(yīng)力。就拿 “踩鋼管”來(lái)說(shuō)，“絕影”在踩到鋼管即將失去平衡的瞬間做出決策，以一系列動(dòng)作快速調(diào)整了姿態(tài)。這種“連人都未必做得到”的表現(xiàn)，有賴(lài)于系統(tǒng)和控制兩方面高效結(jié)合。
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性能優(yōu)異——宇樹(shù)科技萊卡狗
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號(hào)稱(chēng)中國(guó)首個(gè)四足機(jī)器人的“萊卡狗”，重量?jī)H22kg，但其自行研發(fā)的電機(jī)系統(tǒng)能輸出高達(dá)18千瓦的瞬時(shí)功率，算出來(lái)功率密度比一般的超級(jí)跑車(chē)還高將近一倍，這是萊卡狗強(qiáng)大動(dòng)態(tài)性能的基礎(chǔ)。另外萊卡狗也已經(jīng)完全擺脫了外部供電，自帶電池一次充電可以支持2~3小時(shí)的行走。
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下面是宇樹(shù)科技模仿波士頓動(dòng)力拍攝的一段測(cè)試視頻，視頻中萊卡狗爬上了斜坡、穿過(guò)了石板路，以及再現(xiàn)了那個(gè)經(jīng)典的被測(cè)試人員用腳踹的場(chǎng)景。當(dāng)然，測(cè)試的結(jié)果是萊卡狗與波士頓動(dòng)力的BigDog一樣，穩(wěn)定性表現(xiàn)的很優(yōu)異。
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腳踩“風(fēng)火輪”——北理哪吒
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北理哪吒由北京理工大學(xué)運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)與控制研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)，是一款輪式、足式和輪足復(fù)合式運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人平臺(tái)。該機(jī)器人高1.4米，長(zhǎng)1.2m，寬1.2m，自重160Kg，總功率15KW，最大能承載300kg。足式運(yùn)動(dòng)續(xù)航時(shí)間1小時(shí)，輪式運(yùn)動(dòng)續(xù)航時(shí)間2小時(shí)，輪足復(fù)合運(yùn)動(dòng)續(xù)航時(shí)間45分鐘。可用于無(wú)人作戰(zhàn)、搶險(xiǎn)救援、物資運(yùn)輸、資源勘探等領(lǐng)域。
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機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)四輪驅(qū)動(dòng)的輪式運(yùn)動(dòng)。最大運(yùn)動(dòng)速度可達(dá)30km/h，最大爬坡角度為25°。四個(gè)輪子可分別相向轉(zhuǎn)動(dòng)45度，實(shí)現(xiàn)順時(shí)針和逆時(shí)針原地旋轉(zhuǎn)。機(jī)器人通過(guò)安裝在腳上的觸覺(jué)傳感器，可實(shí)現(xiàn)不平地面的漫步行走。
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軍用狗——北方車(chē)輛研究所四足“大狗”
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2014年9月，我國(guó)自行研制的120千克某型軍用山地四足仿生移動(dòng)平臺(tái)首次被媒體曝光，這種山地四足機(jī)器人由中國(guó)北方車(chē)輛研究所兵器地面無(wú)人平臺(tái)研發(fā)中心研制。該型機(jī)器狗的出現(xiàn)標(biāo)志著，中國(guó)在軍用仿生機(jī)器人的技術(shù)上已經(jīng)與美軍旗鼓相當(dāng)，在實(shí)用化進(jìn)展上緊隨美軍步伐。
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這只四足大狗主要用于山地及丘陵地區(qū)的物資背負(fù)、馱運(yùn)和安防，可以承擔(dān)運(yùn)輸、偵察或打擊任務(wù)。另外，在道路設(shè)施被破壞較嚴(yán)重的災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)也能發(fā)揮作用。平臺(tái)自重130kg；任務(wù)搭載能力：50kg；最大行駛速度：6km/（平整鋪裝路面）；克服斜坡：30°；續(xù)航能力：2h。
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“外冷內(nèi)熱”——山東大學(xué)機(jī)械狗Billy
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山大機(jī)器人研究中心的四足機(jī)器人中，面向科研教育平臺(tái)的Billy已經(jīng)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。Billy的運(yùn)動(dòng)能力是國(guó)內(nèi)同級(jí)別同尺寸機(jī)器人所無(wú)法比擬的，無(wú)論是平衡性、坡度訓(xùn)練,還是適應(yīng)能力方面。不過(guò)粗狂的外表下一顆“溫柔”的心，由于造價(jià)較高，這款機(jī)器狗主要是面向科研教育，兒童可以跟它對(duì)話、講故事，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單的陪伴功能，只是這外形......
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機(jī)械狗上的高動(dòng)態(tài)伺服壓作動(dòng)技術(shù)，已在其他一些領(lǐng)域得到應(yīng)用。山大機(jī)器人研究中心研發(fā)制造的四足機(jī)器人，除發(fā)動(dòng)機(jī)外，都屬自主研發(fā)。核心技術(shù)的零部件性能，基本能實(shí)現(xiàn)發(fā)達(dá)國(guó)家性能的60%-80%。
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國(guó)外陣營(yíng)
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名氣在外——波士頓動(dòng)力Spotmini
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SpotMini是Boston Dynamics現(xiàn)有BigDog系列機(jī)器人的縮小版本，它的重量約有25公斤（Alpha Dog約108公斤），站立高度大約61厘米。和依賴(lài)于水力學(xué)的“大狗”不同，它是完全電動(dòng)的，也是BD旗下最安靜的機(jī)械狗，單次充電可運(yùn)行90分鐘。
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Spotmini目前被認(rèn)為是最先進(jìn)的四足機(jī)器狗，無(wú)論是智能性和可靠性都是數(shù)一數(shù)二的。作為波士頓動(dòng)力第一款即將商用的產(chǎn)品，Spotmini目前已經(jīng)可以完成不少工作了。最近美國(guó)馬薩諸塞州警察局(MSP)正在考慮聘用spotmini進(jìn)行執(zhí)法，機(jī)器狗搖身一變成了警務(wù)人員，狗生巔峰啊。
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美軍“同伙”——波士頓動(dòng)力“大狗”
美國(guó)波士頓動(dòng)力的 大狗機(jī)器人Big-Dog是專(zhuān)門(mén)為美軍研發(fā)的一款軍用機(jī)器人。
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“大狗”的動(dòng)力來(lái)自帶有液壓系統(tǒng)的汽油發(fā)動(dòng)機(jī)，它不但能夠行走和奔跑，而且還可跨越一定高度的障礙物，行進(jìn)速度能達(dá)到每小時(shí)7公里，可攀越35度的斜坡。
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“大狗”能負(fù)載約150公斤的武器裝備翻山越嶺，可適應(yīng)多種地形、環(huán)境，到達(dá)車(chē)輛無(wú)法通行的地方，還能接收并解讀語(yǔ)言與視覺(jué)命令。
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麻雀雖小——波士頓動(dòng)力Little Dog
除了巨大的“大狗”和體型適中的Spotmini，波士頓動(dòng)力還研發(fā)過(guò)一款小型的機(jī)器狗“Little Dog”。這只小狗體型小巧，看上去有點(diǎn)萌萌噠，雖然爬行的速度一般，但是它跨越障礙的能力也是數(shù)一數(shù)二的，真正做到了“麻雀雖小，五臟俱全”。
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LittleDog 是波士頓動(dòng)力公司與南加州大學(xué)創(chuàng)建的機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室聯(lián)合開(kāi)發(fā)，采用了部分BigDog身上的平衡技術(shù)和算法，并將其作了微型化處理，其大小只有藍(lán)球這么大，上面還有個(gè)提手把，方便隨時(shí)拎著玩。
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跑到飛起——獵豹機(jī)器狗
MIT麻省理工研發(fā)的Mini Cheetah機(jī)器狗能夠?qū)崿F(xiàn)像波士頓動(dòng)力atlas那樣的后空翻，只不過(guò)四條腿的它后空翻起來(lái)更有喜感。經(jīng)過(guò)設(shè)計(jì)團(tuán)隊(duì)的優(yōu)化，Mini Cheetah在原有的機(jī)械基礎(chǔ)上，通過(guò)改進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制算法，將最高的運(yùn)動(dòng)速度提高到了原有的1.5倍，達(dá)到了驚人的3.7m/s。
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對(duì)于這只體長(zhǎng)不到40厘米的小家伙來(lái)說(shuō)，這一速度相當(dāng)之快，相當(dāng)于在一秒鐘以內(nèi)，跑過(guò)了將近于10倍自己身長(zhǎng)的距離。這一速度，也使得Mini Cheetah在10KG以下的四足機(jī)器人中，奪得了最高速度的桂冠。
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傳說(shuō)中的“指南狗”——ANYmal
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ANYbotics由一群蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的工程師于2016年創(chuàng)建，脫離于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(RSL)。自2009年以來(lái)，ANYmal及其組件產(chǎn)品的研究始于蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院(ETH Zurich)自主系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)室(Autonomous Systems Lab, ASL)的四足機(jī)器人小組，并在RSL繼續(xù)進(jìn)行。
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ANYmal具有在極具挑戰(zhàn)性的地形上進(jìn)行動(dòng)態(tài)導(dǎo)航和移動(dòng)的能力，在法國(guó)石油天然氣集團(tuán)道達(dá)爾(Total)組織的ARGOS挑戰(zhàn)賽中首次得到展示。
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爬直梯爬到吐血——日本四足機(jī)器狗
來(lái)自東京都立大學(xué)的四足機(jī)器狗在IROS 2019上展示了自主攀爬垂直梯。這個(gè)四足機(jī)器狗配備了慣性測(cè)量單元（IMU）、飛行3D相機(jī)，以及每個(gè)“狗爪”上都配置了觸摸力矩傳感器。
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其主控系統(tǒng)是由英特爾NUC計(jì)算機(jī)操縱，而Arduino被用作輔助控制器來(lái)管理內(nèi)部傳感器（力，觸摸和IMU）的輸入輸出信號(hào)。
研究人員表示，狗子的成功并不是一蹴而就的，而是在五次的在特定的垂直梯上訓(xùn)練后，它才準(zhǔn)確無(wú)誤地實(shí)現(xiàn)自主攀爬垂直梯。
超可愛(ài)瞇瞇眼——索尼Aibo機(jī)器狗
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索尼的Aibo機(jī)器狗被定位成“陪伴型機(jī)器狗”。它擁有大量的傳感器，去實(shí)現(xiàn)如同真的狗狗一般的行為舉動(dòng)，比如只要輕輕撫摸，它就能展現(xiàn)出開(kāi)心的舉動(dòng)，或是展現(xiàn)出惟妙惟肖地?fù)u尾巴、與人握手、搖耳朵、踢球等等。而且Aibo的眼睛是LED屏幕，能夠不停眨眼，或是變成可愛(ài)的瞇瞇眼。
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上述提及的各種機(jī)器狗大多還在實(shí)驗(yàn)階段，只有索尼的Aibo已經(jīng)商用；波士頓動(dòng)力的Spotmini也已經(jīng)宣布商用，目前實(shí)際的產(chǎn)品應(yīng)用案例依舊不多，說(shuō)明消費(fèi)者對(duì)于這只機(jī)器狗到底能做什么，仍然持疑問(wèn)態(tài)度。
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總體來(lái)看，國(guó)外的四足機(jī)器人（機(jī)器狗）研究與國(guó)內(nèi)相比，是擁有優(yōu)勢(shì)的。目前國(guó)內(nèi)的企業(yè)和高校也不斷在機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)力，用不了多久，國(guó)產(chǎn)的機(jī)器狗就能與國(guó)外的一流廠家一較高低了。
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看了這么多各式各樣的機(jī)器狗，你覺(jué)得哪一款最厲害（最喜歡哪一款）呢？
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作者: 未來(lái)第一站 時(shí)間: 2019-12-21 17:11
還是這個(gè)
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作者: ay852 時(shí)間: 2019-12-23 18:28
大狗的動(dòng)圖不太對(duì)噢！第一張是MIT的CHEETAH 2代，第二張是波士頓動(dòng)力的WILD CAT（野貓）
作者: 燕回 時(shí)間: 2020-3-4 16:06
感謝樓主分享，期待中國(guó)機(jī)器狗趕超美國(guó)！
作者: xuanyi0110 時(shí)間: 2020-4-1 09:21
感謝樓主分享，期待中國(guó)機(jī)器狗趕超美國(guó)！
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作者: janf90 時(shí)間: 2020-4-30 22:13
四腳機(jī)器人分析，很好的帖子
作者: janf90 時(shí)間: 2020-4-30 22:49
很好的帖子
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