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导读:
波士顿动力是移动机器人的全球领导者,随着Spot机器狗的销售,这只小黄狗在世界范围内进一步的发挥着作用,就在昨天,Spot 2.0版本正式发布,在软件和硬件上都带来了革新。
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波士顿动力公司的Spot产品在世界范围内已经从事了很多有意义的工作,现在是时候进行包含更多高级技能和新功能的软件更新了。
这就是刚发布的Spot 2.0版本。这个版本对导航,自主性,感测,用户可编程性,有效载荷集成,通信等方面进行了改进。
其中的一些改进是对Spot物理能力的改进——比如说,Spot在处理湿滑的表面上有了更好的表现(这也是波士顿动力公司一直以来的强项),而且现在对楼梯有了更好的理解,要知道楼梯历来是腿足机器人的克星。
现在就让我们一起来看看Spot的新功能,了解2.0版本更新的一些亮点:Spot现在如何理解楼梯,以及Spot头上的手臂何时才能投入商业生产。
Spot 2.0版本,改进的自主性和API
Spot Release 2.0的最大亮点可能是全新改进的自主导航API,该API虽然不如爬楼梯技巧那么令人兴奋,但这与波士顿动力公司专注于让Spot完成商业应用的任务是一致的。
从根本上说,Spot的工作是利用其强大的四足自主系统将有效载荷放到需要的地方。
Spot的首席机器人工程师ZackJackowski认为:“机器人的愿景一直是将其打造为移动平台。Spot所做的就是将我们关心的东西可靠地送到我们希望的地方,随着这个自主性API的发布,我们终于达到了这个目标。”
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到目前为止,Spot的自主性处于某种增强的示教和复现水平上。用户可以先通过手动操作(通过平板电脑和操纵杆)驱动机器人,随后Spot能够记住并自主导航该特定路线,如果在自主导航过程中出现了新的障碍,Spot能够在必要时进行重新规划。
这个优势会使Spot与其它机器人平台区分开来,但是即使是对于有经验的用户来说,进行这种设置和运行也不是一件容易的事。
Boston Dynamics创始人Marc Raiber表示:“我希望在大家眼中我们是一家移动公司,这也是我们对自己的看法。但随着我们最近在Spot上做的这一轮工作,我们已经扩大了我们的范围,让这种移动性更容易获得。”
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用户可以使用多种新方法来利用Spot的能力,让它在某种程度上理解周围的世界。以前的API允许用户命令Spot以特定的速度沿特定的方向移动特定的距离。这个功能现在已经得到了广泛的扩展,可以指挥Spot在整个建筑物中自主导航。
最初的地图创建仍然是手工完成的,这主要是因为Spot所处环境的复杂性使得自主探索变得复杂,因为机器人不一定有很好的方法知道自己是否应该探索一个区域。
不过,一旦你有了那张地图,Spot现在将变得更加自主,它能够执行高级别的导航命令,比如“转向这个路标”,而不是必须按照预定的路径走。
这款机器人现在还可以通过基于决策树的系统进行编程,以便用户可以将导航,感测和动作命令组合为有用的行为。2.0更新不仅让Spot具备了负载的能力,还提供了几种将有效载荷与机器人智能集成的方法,从而使系统具有更强大的功能。
Spot获得移动性升级
2.0版本还包括了一些重要的移动性升级,使Spot在湿滑的地面上更有弹性,并能更好地应对楼梯,这两点都是Spot在首次商业部署的环境——建筑工地中遇到的问题。
建筑工地似乎都有高度抛光的混凝土地面,波士顿动力公司在防滑方面的工作已经做了很长时间了,大家可能还记得十年前BigDog在冰面上的那个滑稽视频。
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BigDog在滑倒后能快速的恢复站立,就算是现在都是令人惊叹的。但这绝不是大家希望看到的,尤其是当机器人身负易碎或贵重的物品时。
Jackowski解释道:“事实证明,当你在建筑工地上时,你不能只顾着向四面八方甩腿,当你滑倒时,你需要明白,在你的腿还没从你的脚下滑出之前,你就已经滑倒了。”
Raibert补充道:“你需要冷静,理想情况下,机器人应该能够理解它所行走的表面,并调整它的移动方式,尽可能地减少滑动。这一点尤其棘手,因为Spot的小腿基本上是被动的,没有马达或传感器。但通过腿部的本体感知能力足够强,使得控制系统可以在管理湿滑表面的同时,将滑行的幅度降到最低。”
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自从有了腿足机器人之后,楼梯就成了这类机器人的噩梦。Jackowski表示:“走楼梯的压力很大,因为你不能慌乱,必须从第一步开始就做好工作,直到完成为止,一个失误就很难恢复。”
Jackowski和Raibert解释说,波士顿动力公司的机器人一般都会对地形进行同质化处理,这来自于他们开发户外作业机器人的历史。换句话说,Spot会将楼梯视为一个山坡,而这个山坡上恰好有不同高度的台阶和墙壁。这在很大程度上起到了作用,尽管上(尤其是下)楼梯对Spot和它的操作者来说一直都很棘手。
现在Spot 2.0可以将楼梯识别为楼梯而不再是山坡,并应用一些基本的语义知识来估计几何特征,使爬楼梯变得更安全、更可靠。
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例如,Spot现在明白了楼梯往往是有规律的间隔,这意味着它可以将楼梯模型拟合到它的映射和传感器数据中,并能更好地了解到它的脚部放置在哪里是安全的,这是腿足机器人成功爬楼的关键
Raibert表示:“在正常的地形上,如果你没有把脚放在你想要的地方,通常不是什么大问题,但在楼梯上却有很多限制。机器人的腿不像动物的腿,它们没有那么复杂的工作空间。”
Raibert表示,Spot2.0版本对楼梯处理的改进还可以帮助Spot管理一些对机器人来说更糟的情况,特别是带格子板的楼梯和开放式的楼梯,Spot的传感器很难识别这些楼梯。
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Raibert表示:“我们真的专注于开发一种能够可靠地完成常规任务的机器人,这可能看起来并不是最令人兴奋的目标,尤其是考虑到波士顿动力公司最擅长的那些事情,但可以说这比做后空翻更加困难和重要。”
下一步计划在Spot头部安装手臂
展望未来,Raibert预计Spot的头戴式机械手将在今年的某个时候实现商业化,这将使各种疯狂的新应用成为可能。
Raibert表示:“除了能开门,伴随着机械手而来的还有很多额外的功能和特性。我们正在研究这个问题——支持机械手的软件真的很酷,其中有些是用云端AI来帮助机械手弄清楚它应该做什么。”
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Spot在短期内肯定不会成为家用机器人。但波士顿动力公司正在努力让尽可能多的Spot发挥作用。目前,我们还不知道Spot的成本是多少,不过Raibert表示他们正在尽可能降低成本。
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现在,大约有35个Spot机器人暂时住在波士顿动力公司工程师的家里,帮助他们在新冠肺炎疫情期间保持生产。
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