看星球大战机器人如何从科幻走入现实

2015-12-22 16:47

　　风靡40年之久的《星球大战：原力觉醒》传奇近日上映，影迷粉丝除了排队等候期待在电影银幕中出现他们所喜爱的任务之外，另外几个新的机器人角色受期待度也非常之高。

　　人们对《星球大战》中C-3PO 和R2-D2机器人的热情经久不衰，虽然不可能很快拥有C-3PO，但很多研究人员都在致力于研发使机器人从科幻走入现实。

　　类人机器人

　　计算机科学与工程学院助理教授Laurel Riek打造出机器人，能够感知、应对和适应人类。直到最近，机器人才与人类隔离作业，但现在机器人也需要适应于人类一起工作，因为人类工作环境时常变动。

　　此项目探讨团队协作，建立计算机视觉和机器学习算法，能够感知人们如何实时地协调他们的行为。Riek的机器人也采用此项技术，自动适应人类行为进行合作。此项技术成果还可应用于医疗行业，让机器人在帮助残疾人的时候，能给更加应用自如。以及设计新的传感系统，以帮助手术团队在手术室避免犯致命的错误，防患于未然。

　　Riek正致力于提高另一个项目中当今世界最常用的人形机器人，高仿真患者模拟机器人。这些机器人可训练临床医生安全地治疗病人。遗憾的是，当前的系统缺少一个关键特性：尽管在诊断和有效的沟通中面部线索非常重要，市售仿真机器人都没有面部表情。Riek的研究获得了NSF CAREER奖金支持，包括设计智能化、互动性、高保真机器人患者模拟系统，可表达患者信号如疼痛、中风和神经功能缺损等。

　　行走机器人

　　虽然C-3PO的步履有点笨重，但是比现在大多数现有的类人机器人更加接近于人。利用ZMP技术行走，这些机器人依靠精心编排的步行动作、完全平坦的地面和设计的大脚以确保稳定。这种方法比较简单，但效率不高，因为其没有考虑到人在行走时的会不自觉使用自然行走动力来节省体能。圣母大学的运动和生物力学实验室研究人员正在致力于研发能够让机器人像人类那样动态性的走路的技术。其中一种方法采用了一种混合零动态（HZD）技术，即使在机器人没有脚踝或者脚很小的情况下也可以产生稳定的步态。

　　机器人的主体上安装了一个飞轮以确保稳定，这样不用担心脚底和地面接触的问题了。这种惯性执行器不仅可提高稳定性，而且在某些情况下，还可以改善步行效率。（文/Tina译）