原标题:滑雪机器人助力“科技冬奥”
灵活避障,姿态矫健,并排滑行通过旗门,人机交互.近日,由上海交通大学设计研发的六足滑雪机器人在沈阳完成了在主次干道上与人滑雪的实验,并通过了稳定性控制、智能感知、规划决策等测试。
在这次测试中,滑雪机器人以超过10米/秒的速度在400米长、坡度为18度的中间雪道上滑行。运用智能感知、制动控制等技术,完成了机器人竞速、转弯、路径规划、避障、人与机器人交互等测试科目。除了灵活的体型和优美的姿态,它还可以通过无线远程人机交互控制,在真实的滑雪环境中穿越滑雪人群,让每个人都可以和机器人一起体验。
这款滑雪机器人是在“科技冬奥”号召下,由上海交通大学高峰教授领衔,由上海交通大学机械与动力工程学院、电子信息与电气工程学院组成的足部机器人研究团队研发,获得科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项支持。
据介绍,这款滑雪机器人是一款六足机器人,采用双板滑雪。中间四条腿分为两组,每组固定在滑雪板上,控制滑雪板的位置和姿势,两侧的两条腿上分别装有滑雪杖,模仿人,实现指点棒的功能。每块滑雪板有五个自由度,通过控制滑雪板的位置和姿态,可以实现速度控制、转弯和刹车功能。
滑雪对人的稳定性和灵活性要求极高,因此设计机器人、开发控制系统参与滑雪活动,是不小的挑战。经过多次科研攻关,研究团队在机器人性能控制、感知规划等关键算法的设计上取得了创新性突破,从机构设计、系统框架、稳定性控制到智能感知、自主规划等一系列环节自主完成了关键核心技术的研发,最终使滑雪机器人集人机交互、环境感知、轨迹规划、智能决策、稳定性控制于一体。
首先,研究团队对机器人机构设计和驱动器设计制造进行了研究,为机器人建立了“大脑”——智能系统。该系统包括动态平衡和稳定控制、智能感知和智能规划。通过设计智能和行为智能的有机融合,机器人可以分析人的滑雪行为数据,模仿人的滑雪动作,适应室外雪面的环境特征,实现自主、快速、稳定的滑雪。
滑雪机器人不仅是“科技冬奥”的直观体现,更以“人机一体”的理念为后冬奥时代提供了无限想象空间。研究团队表示,“冬奥会之后,这款机器人还可以结合目前5G、无线网络等先进技术,通过远程操控实现滑雪机器人在同领域的比赛,开创‘电-机-赛’的全新娱乐模式,为滑雪爱好者和青少年打造充满科技感的娱乐新时尚。”
未来,机器人也将成为冰雪运动的重要参与者,充分发挥科技优势,在高寒和冰雪环境中巡逻和开展救援,帮助人们规避风险,创造舒适安全的冰雪体验环境。“人机融合”的特点也将为未来竞争模式的拓展和科技与娱乐的新融合提供无限可能。
(记者曹)
(编辑:郝、李)