滑雪機器人助力“科技冬奧”
來源：光明日報 發(fā)布時間：2022-01-19 14:58:36
靈活避讓障礙、身姿矯健通過旗門、人機交互并肩滑行……近日，由上海交通大學設計研發(fā)的六足滑雪機器人在沈陽完成了初級道、中級道以及與人共同滑雪實驗，通過了穩(wěn)定控制、智能感知、規(guī)劃決策等多方面的測試。在這次測試中，滑雪機器人在400米長、坡度18度的中級雪道，以大于10m/s速度滑行，運用智能感知、制動控制等技術，完成了機器人競速、轉彎、規(guī)劃路線、規(guī)避障礙以及人與機器人交互等試驗科目，除了身形靈活、姿勢優(yōu)美外，它能通過無線遠程人機交互控制，在真實的滑雪環(huán)境中穿行滑雪人群，讓大家體驗和機器人一起滑雪的樂趣。
這款滑雪機器人是在“科技冬奧”的號召下，由上海交通大學高峰教授領銜，上海交通大學機械與動力工程學院和電子信息與電氣工程學院組成的足式機器人研究團隊研制，獲得了科技部國家重點研發(fā)計劃“科技冬奧”重點專項支持。
據介紹，這款滑雪機器人是六足機器人，采用雙板滑雪。中間的四條腿分成兩組，每兩條腿固定在一個滑雪板上，用于控制滑雪板的位置和姿態(tài)，兩側的兩條腿分別加裝了滑雪杖，用以模仿人，實現(xiàn)點杖的功能。每個滑雪板具有五個自由度，通過控制滑雪板的位姿可以實現(xiàn)滑雪的速度控制、轉彎和制動等功能。
滑雪對人的穩(wěn)定性和靈活性要求極高，設計機器人并研發(fā)控制系統(tǒng)參與滑雪活動，挑戰(zhàn)不小。研究團隊歷經多次科研攻關，在機器人性能操控、感知規(guī)劃等關鍵算法設計上取得了創(chuàng)新突破，自主完成了從機構設計、系統(tǒng)框架、穩(wěn)定控制到智能感知、自主規(guī)劃等一系列環(huán)節(jié)的關鍵核心技術研發(fā)，最終使滑雪機器人集人機交互、環(huán)境感知、軌跡規(guī)劃、智能決策和穩(wěn)定控制于一體。
研究團隊首先進行了機器人機構設計和驅動器設計制造方面的研究，并為機器人建立了“大腦”——智能系統(tǒng)。這個系統(tǒng)包括動態(tài)平衡穩(wěn)定控制、智能感知和智能規(guī)劃，通過設計智能和行為智能的有機融合，使得機器人能夠分析人的滑雪行為數(shù)據，模仿人的滑雪動作，適應戶外雪面的環(huán)境特性，實現(xiàn)了自主快速穩(wěn)定地滑行。
滑雪機器人不僅是“科技冬奧”的直觀體現(xiàn)，而且以“人機共融”的理念為后冬奧時代提供了無限暢想。研究團隊表示，“冬奧會結束后，這款機器人還可以結合當下5G、無線網絡等先進技術，通過遠程控制，實現(xiàn)滑雪機器人同場競技，創(chuàng)造‘電-機-競’的全新娛樂模式，為滑雪愛好者和青少年創(chuàng)造科技感十足的娛樂新風尚。”
未來，機器人也將成為冰雪運動的重要參與主體，發(fā)揮科技優(yōu)勢，在高山和冰雪環(huán)境中開展巡邏、實施救援，幫助人們規(guī)避風險，創(chuàng)造舒適安全的冰雪體驗環(huán)境。“人機共融”的特點還將為未來競技模式的拓展、科技與娛樂的全新融合提供無限可能。（記者 任鵬 曹繼軍）
責任編輯：邢敏
