波士顿动力公司机器人家族

来源:蝌蚪五线谱发布时间:2018-12-14

随着人工智能的不断发展,越来越多的智能产物会来到我们的世界。这些智能的产物是我们的朋友还是我们的敌人?让我们拭目以待!

波士顿动力公司(Boston Dynamics)是一个成立于1992年的机器人设计公司,马克·拉伯特(Marc Raibert)是这个公司的主管。这个公司由于开发出一个名叫BigDog的机器人而出名。该公司在BigDog之后还开发出了更多的先进机器人,如PetMan、Atlas等。2013年12月13日,这个公司被Google公司收购。

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BigDog(大狗)机器人是波士顿动力公司专门为美国军队研究设计的一种形似狗的四足机器人。BigDog的大小与真狗一样,它能够在战场上为士兵运送弹药、食物和其他物品。在一些军车难以到达的地方,它可以帮助士兵更好地完成任务,它可以攀越35°的斜坡,承载40多公斤的重量,可以自行或者被控制地沿着简单路线行走。其原理是: 由汽油机驱动的液压系统能够带动它的四肢运动;陀螺仪和其他传感器帮助机载计算机规划每一步的运动;机器人依靠感觉来保持身体的平衡,如果有一条腿比预期更早地碰到了地面,计算机就会认为它可能踩到了岩石或是山坡,然后BigDog就会相应地调节自己的步伐。与BigDog类似的还有一个名叫“猎豹”的四足机器人,从名字就可以看出这个机器人的特点。“猎豹”的速度可以达到每小时20~30英里(32~48km/h)。该机器人拥有柔韧灵活的脊柱和铰链式的头部,能够冲刺、急转弯,并能突然急刹停止。它的奔跑速度超过了人类,是目前人造四脚机器人的最高速度,“猎豹”最终也将为美国军队服务。除了上述两种四足机器人外,该公司还生产和开发了“小狗”“野猫”和超强越障机器人Rhex等相关机器人,它们各自应用在不同的方面,满足不同的用途。

在研发四足机器人的同时,波士顿动力公司也在研发跟人类似的两足机器人(图5.2)。Petman就是该公司研制出的一种像真人一样四处活动的机器人,它的职能是为美军实验防护服装。Petman是美军仿人机器人中的佼佼者,它与先前的机器人不同之处是它在无须外部支持的情况下就能站立、行走,因为它有“双腿”。波士顿动力公司承诺说Petman能维持平衡,灵活行动。行走、弯腰、匍匐以及应对有毒物质的一系列动作对它来说都不成问题。除了灵活度较高之外,它还能调控自身的体温、湿度和排汗量来模拟人类生理学中的自我保护功能,从而达到更真实的测试效果,Petman即使受到冲撞也能保持直立。Petman的行进速度几乎和有血有肉的真人无异。外观与Petman相似但功能不同的Atlas则是更加先进。Atlas是目前世界上最先进的人形机器人,它身高1.88m,体重150kg,拥有一副躯体、两条手臂和两条腿,但是没有头。它能够行走于崎岖的山地上,可以挤过狭窄的小巷,必要时还可以手脚并用匍匐前进,像人类一样用双腿直立行走。Atlas有28个液压关节。它的脑袋包括立体照相机和一个激光测距仪。Atlas机器人的动力来自一个设置在场外的电源上。它可以在传送带上大步前进,躲开传送带上突然出现的木板;从高处跳下稳稳落地;两腿分开从陷阱两边走过;跑上楼梯;单腿站立;被从侧面而来的球重撞而不倒,等等。Atlas是之前机器人Petman版本的改进版。与我们所见的大多数人形机器人不同,Atlas还会像真人一样迈着大步走,自身重量从脚后跟传到脚趾头,在运动过程中动态传递重量实现平衡。波士顿动力公司表示,两款机器人都必须有动态的灵活性能,通过摆动腿或者胳膊保持平衡,克服障碍,开发人员必须开发出有关速度、灵活性和力量的机器人软硬件和更多地了解腿的工作原理。美国国会曾通过法案规定: 2015年前,1/3的地面战斗将使用机器人士兵。为此美国投入历史上最大的单笔军备研究费1270亿美元,以完成未来战场上士兵必须完成的一切战斗任务,包括进攻、防护、寻找目标。据悉,美军未来一个旅级作战单元将至少包括151个机器人战士。现在看来Atlas及其后续版本可能会加入到美国军队中参加战斗。在2008年,曾有3台带有武器的“剑”式美军地面作战机器人被部署到了伊拉克,但是这种遥控机器人小队还未开一枪就很快被从战场撤回——因为它们做了可怕的事情: 将枪口对向它们的人类指挥官。所以关于机器人是否该投入到实际的战斗中引起了很大的争议。

摘自《科技史与方法论》清华出版社授权登载

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