荷蘭機器人可像人一樣直立行走
北京時間5月26日消息，據(jù)國外媒體報道，荷蘭的科學(xué)家日前稱，他們最近成功地研制出一款新型機器人。與眾不同的是，這款機器人可以像人類一樣直立行走，無論是行走的姿態(tài)還每一步伐的距離，都幾乎與人類完全一樣。教會機器人起立行走是一件非常復(fù)雜的事情。行走機器人出現(xiàn)于20世紀(jì)70年代，其應(yīng)用領(lǐng)域大致可以分為兩類。第一類源自工業(yè)機器人界，在這里所有活動都按固定的程序進行，其主要局限性在于成本太高、能耗過大且靈活度不夠高。在依據(jù)人類行走設(shè)計行走機器人領(lǐng)域，荷蘭代夫爾特理工大學(xué)一直是處于先鋒地位，其應(yīng)用策略為更靈活和節(jié)能的人類行走。代夫爾特理工大學(xué)的博士生達安-霍伯倫首次論證了，“向前倒”是一種調(diào)節(jié)平衡的行為，機器人可以同時實現(xiàn)高能效和高穩(wěn)定性。他的突破性成就在于，首次發(fā)明了一個有效測量人類行走穩(wěn)定性的恰當(dāng)方法，因為傳統(tǒng)的觀點認(rèn)為“向前倒”是一種不穩(wěn)定的運動。接下來，他構(gòu)建了一個新機器人“弗萊姆”，并用它來展示改進的性能。 “弗萊姆”由7個電動機和1個平衡機件組成，在許多算法的操控下保持了高水平的穩(wěn)定平衡。例如，“弗萊姆”可以應(yīng)用平衡機件提供的信息，將兩腳距離分開略遠以防止可能的摔倒?；舨畟惐硎?，“弗萊姆”是世界上最先進的行走機器人，至少是應(yīng)用人類行走作為起動原理的機器人范疇中的佼佼者。研究人員們運用行走過程建模制造了行走更自然的兩條腿的機器人。
對行走過程的深入了解將有助于人們通過改良的診斷、訓(xùn)練和康復(fù)器械等來解決許多行走困難。荷蘭代爾夫特大學(xué)正與阿姆斯特丹自由大學(xué)的運動科學(xué)家們一同，致力于這個領(lǐng)域的研究?；舨畟惸悯钻P(guān)節(jié)舉了個例子：踝關(guān)節(jié)是一種彈簧類型，代表了最高的彈性水平，因此霍伯倫對“弗萊姆”的踝關(guān)節(jié)所做的研究為運動科學(xué)家們提供了對行走過程的進一步了解。 在此前進行的實驗中，這款機器人總是會在行走過程時不斷跌倒，它在直立行走時會稍稍前傾，步伐會更短一些。這種機器人的關(guān)鍵部分在于其“大腦”，它的紅外眼和控制電路相連，控制電路會在需要的時候引導(dǎo)它改變步法。此前的研究顯示，人體內(nèi)的動力控制系統(tǒng)包含了多個層級，肌肉和脊髓之間的交互作用主要取決于其本身，直至需要大腦來進行更高級別的控制。這一關(guān)系可以解釋為什么有些癱瘓患者在踩腳踏車時腿可以動，卻無法站立起來行走。這也是他們研究的核心之處。他還指出，通過研究機器人來進一步了解人體各個不同部分如何在行走時互相協(xié)作，對于改進人體衛(wèi)生保健有著實質(zhì)性的作用。它不僅能讓人們設(shè)計出更好的假肢修補方法，還能幫助臨床醫(yī)學(xué)專家和病人齊心協(xié)力治療病人的脊髓和其它重病，使之重新恢復(fù)運動能力。 荷蘭科學(xué)家表示，他們研究的目標(biāo)不僅僅是為了推進機器人技術(shù)，還旨在進一步了解步行力學(xué)，然后將其應(yīng)用于人類的修復(fù)術(shù)和彌補術(shù)，甚至于改進運動性能。目前的實驗室已經(jīng)組建過許多不同設(shè)計的行走機器人，其中包括一個擁有靈活膝蓋的機器人模型，它可以準(zhǔn)確模仿人的行走，其每單位重量和距離消耗的能量媲美人類步行者。
對行走過程的深入了解將有助于人們通過改良的診斷、訓(xùn)練和康復(fù)器械等來解決許多行走困難。荷蘭代爾夫特大學(xué)正與阿姆斯特丹自由大學(xué)的運動科學(xué)家們一同，致力于這個領(lǐng)域的研究?；舨畟惸悯钻P(guān)節(jié)舉了個例子：踝關(guān)節(jié)是一種彈簧類型，代表了最高的彈性水平，因此霍伯倫對“弗萊姆”的踝關(guān)節(jié)所做的研究為運動科學(xué)家們提供了對行走過程的進一步了解。 在此前進行的實驗中，這款機器人總是會在行走過程時不斷跌倒，它在直立行走時會稍稍前傾，步伐會更短一些。這種機器人的關(guān)鍵部分在于其“大腦”，它的紅外眼和控制電路相連，控制電路會在需要的時候引導(dǎo)它改變步法。此前的研究顯示，人體內(nèi)的動力控制系統(tǒng)包含了多個層級，肌肉和脊髓之間的交互作用主要取決于其本身，直至需要大腦來進行更高級別的控制。這一關(guān)系可以解釋為什么有些癱瘓患者在踩腳踏車時腿可以動，卻無法站立起來行走。這也是他們研究的核心之處。他還指出，通過研究機器人來進一步了解人體各個不同部分如何在行走時互相協(xié)作，對于改進人體衛(wèi)生保健有著實質(zhì)性的作用。它不僅能讓人們設(shè)計出更好的假肢修補方法，還能幫助臨床醫(yī)學(xué)專家和病人齊心協(xié)力治療病人的脊髓和其它重病，使之重新恢復(fù)運動能力。 荷蘭科學(xué)家表示，他們研究的目標(biāo)不僅僅是為了推進機器人技術(shù)，還旨在進一步了解步行力學(xué)，然后將其應(yīng)用于人類的修復(fù)術(shù)和彌補術(shù)，甚至于改進運動性能。目前的實驗室已經(jīng)組建過許多不同設(shè)計的行走機器人，其中包括一個擁有靈活膝蓋的機器人模型，它可以準(zhǔn)確模仿人的行走，其每單位重量和距離消耗的能量媲美人類步行者。
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