會學習走路的節能機器人問世

【大紀元2月21日訊】(大紀元記者倪紫金編譯)美聯社華盛頓2月18日報導，機器與人之間的差異正在縮小。科學家們已經研製出來了一種會像孩子那樣「學習」走路的機器人，它可以在每走一步的時候不斷改進和調整它的步調和平衡。

這種步行機器人看起來更像個會走路的建構玩具而不像個人，但這種機器確確實實有著像到處閒逛的人的那種步態。它用呈弧形的腳和馬達驅動的腳踝來帶動著它的腿向前走，它的胳膊也隨著腳步在同時擺動著來保持平衡。

研究人員是在2月17號的美國科學促進會(American Association for the Advancement of Science)全國會議上展示的這種會學習走路的機器人，一起亮相的還有另外兩個簡單些的模型。關於這項研究的一份報告也出現在最新的一期《科學》雜誌上。

這種機器人利用了一種研究者所稱的「被動動態設計(passive-dynamic design)」，該項設計非常近似地模擬了人走路的方式。而早期的機器人需要強有力的機械驅動才能到處漫遊，它們在每一個腿、膝關節和腳踝處的運動都需要馬達的幫助，這種情況下需要消耗大量能量。

被動動態設計則是利用了重力，外加類似肌肉的彈簧和馬達來提供動力，康奈爾大學的研究人員安迪-瑞納(Andy Ruina)說，這種情況下需要的能量是其它類型步行機器人的一小部分。

瑞納說:「我們讓機器人自己去支配很多部分的運動。」與此形成對照的是，大部分步行機器人，如日本本田汽車公司製作的Asimo機器人的每一個動作都需要馬達驅動來完成。

另一個由麻省理工學院的羅斯-泰得瑞克(Russ Tedrake)設計的機器人有一個很恰如其分的名字叫「學步的孩子(Toddler)」。它的傳感器可以測量機器人的動作、傾斜角度和速度，然後指示小驅動馬達對變化做出相應的調整。

泰得瑞克說:「它能夠在20分鐘之內學會走路，一旦它學會了，它的步態就會適應新的地形。」他還說傳感器以每秒200次的頻率進行探測，並且不斷地把新指令傳送到控制傾斜角度和運動的馬達上，傳感器也指揮傳動裝置在控制著機器人腳踝上彈簧的張力。這部機器人可以自主啟動開始行走，甚至可以倒著走。

被動動態機器人的一大優勢是它們只需消耗跟人走路時所用差不多的能量，瑞納說這僅相當於Asimo行走時所需能量的十分之一。機器人用的能量越少，在不更換新電池的情況下它能夠運行的時間就越長。

瑞納說:「如果想要把機器人做得很實用，它必須要能夠運行很長時間才行。」

—

相關網站:

Science: www.sciencemag.org

(http://www.dajiyuan.com)