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广工黄之峰副教授研究团队研发的仿人机器人能起飞!为机器人灾害救援提供新可能

字体: 2021年06月28日 浏览量:来源:自动化学院 作者:自动化学院 编辑:朱小翠

本网讯 日前,我院黄之峰副教授研究团队成功开发了一款新型具备飞行能力的仿人机器人,并初步完成了样机起飞实验。该机器人利用矢量推进控制的方法,首次实现了仿人机器人的可控起飞。

该仿人机器人被命名为Jet-HR2,自2019年开始研发,其主要目的是为了验证利用喷气推进系统提高足式机器人在复杂地形环境中的运动能力的可能性。

黄之峰介绍,在实际灾害场景中,救援任务往往具有急迫性,对机器人到达任务执行点的时间有非常高的要求。仿人机器人依靠步行或爬楼梯等方式移动,会受到环境障碍等的制约,尤其是要到达较高的任务执行点时。“我们的项目展示了一种全新的可能性,利用喷气推进的方式进行飞行或长距离跳跃,可以使机器人快速到达指定地点完成任务。”黄之峰说。

这款新型的仿人机器人(含电池)自重17kg,额定总推力达到190牛。整台机器人包括了10个关节,由无刷直流电机和谐波减速器驱动。四个涵道风机作为机器人的推进器,分别安装在腰部及脚掌。

为了克服机器人自身推重较小,难以进行稳定姿态控制的难题,研究团队提出了对脚掌推进器进行矢量控制的方式。通过控制机器人关节实现对安装在机器人脚掌上的涵道风机推力朝向进行动态调整,最终成功抑制了机器人起飞过程中由于质量分布误差等问题造成的俯冲及自转运动,实现稳定起飞。

“80后”的黄之峰近年来一直在钻研仿人机器人研发工作。他在东京大学就读博士期间,2011年曾亲身经历日本“3▪11”大地震。他由此获得灵感,要让仿人机器人在复杂地形远距离跨越障碍。“当时房屋坍塌、地面垮塌等情况非常严重,我们做机器人的老师同学就在想,机器人研究了这么多年,为什么还不能有仿人机器人代替人类,走进废墟救人呢?”2018年,他的团队曾创新性地把形似“风火轮”的涵道风机装在机器人的脚掌上,使机器人能调节自身重力维持平衡,跨着“一字马”越过大尺度的障碍。此次新型具备飞行能力的仿人机器人试飞成功,离他的科研理想更进一步。

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