智能體 | 高校科研案例集錦Vol.2

從機(jī)器人技術(shù)研究之初，人們就追求創(chuàng)造出深入人類社會(huì)的智能機(jī)器，而仿生機(jī)器人在很多方面都接近或超越了人類的能力，它們可以更有效地執(zhí)行危險(xiǎn)、精密或高強(qiáng)度的任務(wù)，可對社會(huì)生產(chǎn)產(chǎn)生重大影響。因此，針對仿生機(jī)器人的研究也與日俱增。

近年來，眾多高校運(yùn)用凌云光·元客視界智能體位姿追蹤系統(tǒng)進(jìn)行仿生機(jī)器人驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)，搭建仿生機(jī)器人落地前的最后一個(gè)研究基地，為仿生機(jī)器人領(lǐng)域取得了許多重大進(jìn)展。

北京理工大學(xué)教授及其帶領(lǐng)的仿生機(jī)器人團(tuán)隊(duì)以四足動(dòng)物為仿生對象，設(shè)計(jì)研發(fā)了一款四足機(jī)器人——機(jī)器大鼠SQuRo。

/ 仿生大鼠SQuRo

在研發(fā)過程中，團(tuán)隊(duì)運(yùn)用凌云光·元客視界智能體追蹤解決方案對機(jī)器鼠的俯仰角、彎曲角、彎曲距離等動(dòng)作姿態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，以量化指標(biāo)評估機(jī)器鼠性能。

凌云光·元客視界方案工程師搭建了2mx2m的動(dòng)作捕捉空間，對機(jī)器鼠的頭部、背部、腿部、尾部等重要測試部位進(jìn)行追蹤。

由于機(jī)器鼠尺寸細(xì)小且自重很輕，凌云光·元客視界提供了定制的3mm標(biāo)記點(diǎn)，針對細(xì)小的結(jié)構(gòu)精準(zhǔn)獲取機(jī)器鼠的運(yùn)動(dòng)姿態(tài)信息。

為了獲取真實(shí)的動(dòng)物行為反饋和決策制定過程，團(tuán)隊(duì)將機(jī)器鼠放入真實(shí)大鼠社會(huì)，并利用模仿學(xué)習(xí)(IL)的運(yùn)動(dòng)生成策略進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：

由于日常任務(wù)的復(fù)雜性和不確定性，傳統(tǒng)的剛性機(jī)器人需要添加復(fù)雜的感知、規(guī)劃和控制系統(tǒng)。

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)學(xué)院科研團(tuán)隊(duì)受象鼻啟發(fā)，利用軟體機(jī)器人手臂本體柔順性，運(yùn)用凌云光·元客視界智能體追蹤解決方案，開發(fā)了采用蜂巢氣動(dòng)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)（HPN）的機(jī)械臂，為機(jī)器人走進(jìn)日常應(yīng)用帶來新的可能。

/ 軟體機(jī)械臂完成日常任務(wù)

為了實(shí)現(xiàn)高效、迅速響應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制，研究人員提出一種分層控制系統(tǒng)，包括底層運(yùn)動(dòng)控制器、上層行為控制器以及頂層行為規(guī)劃器，并設(shè)計(jì)了驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)：

/ 分層控制系統(tǒng)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)架構(gòu)

由于場地大小受限，標(biāo)準(zhǔn)鏡頭無法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)區(qū)域全域覆蓋，實(shí)驗(yàn)采用廣角鏡頭方案。研究人員利用光學(xué)動(dòng)捕系統(tǒng)獲取機(jī)械臂末端與把手的相對位姿，引導(dǎo)機(jī)械臂末端夾爪到達(dá)該區(qū)域抓住把手，執(zhí)行相應(yīng)任務(wù)。

元客視界為哈爾濱工業(yè)大學(xué)實(shí)驗(yàn)室水池場地空間搭建了12臺Swift30運(yùn)動(dòng)捕捉相機(jī)，可精確穩(wěn)定地捕捉水面上仿生機(jī)器人關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)信息。