人形机器人技术的发展与现状.pdfVIP

学兔兔 字木交流 理论，研发／设计，制造 人形机器人技术的发展与现状 虞汉中， 冯雪梅 (武汉理工大学 机电工程学院，武汉 430070) l 前 言 上接近真实人类，具备和 人形机器人是具备人类的外形特征和行动能力的智 人类一样的运动能力和 能机器人，可以采用双腿行走方式，通过手臂和身体的协 灵活性及对环境的判断 调完成一些简单的功能，以及通过简单的语言和人类交 能力。在2005年的日本 ll趣 爨 漂 流。与传统的机器人相比，人形机器人具有显著的优势。 爱知博览会上，就出现了 人形机器人的出现是控制科学、传感器技术、人工智 多种与真人外观一样的 能、材料科学等学科的技术进步，以及机器人使用范围的 机器人，在北京第 19届 ■一日■—■IJ蠢捌l I爿【|ii憎_ 扩大和人类日常生活需要的产物。人形机器人以与人近 智能机器人与系统国际 似的形态出现，对人类来说就不会感到特别的陌生，也不 会议上，我国同样也出现了这类人形机器人(图2)。这些 会产生排斥心理，更容易被人类所接受，所以人形机器人 机器人具有丰富的面部表情，能模仿人类的一般表情，但 将是未来的日常应用中最重要的智能机器人。 目前的表现形式还比较呆板和机械，不如人类自然。 2 人形机器人技术的发展 3 人形机器人的关键技术 人形机器人的研究起步于l 960年代后期，目标是解 人形机器人作为一个复杂的机电系统，它的发展和 决人形机器人的双足行走问题。如日本 稻田大学加藤 机构学、控制技术、传感器技术、人工智能这些技术的发 一 郎教授在1969年研制出WAP—J平面自由度步行机。 展息息相关。这四种技术的发展与进步直接影响着人形 研究的内容包括行走机构的设计以及相应的控制方法。 机器人技术的发展。 1973年，加藤等人在WL一5的基础上配置机械手及 3．1 枫桷哮 人工视觉、听觉装置组成自主式机器人WAROT—l，此时 人形机器人的各种机构是构成机器人的基本框架， 研究者才开始逐步研究人形机器人的自主控制和运动， 也是机器人各项功能实现的载体。从最早的WAP—l到最 人形机器人研究也逐步扩展到人 i二智能方面。 先进的2007版的ASIMO，研究人员一直致力于机器人 在此后很长的一段时间里，人形机器人的研究重点 机构的研究与优化。即使如此，人形机器人的机构仍有很 是行走机构的研究，如采取新的驱动方式和步行方式的 多缺陷。比如，现有的机器人在行走时带有一些机器味， 控制方法，提高人形机器人的行走速度，近期的技术发展 没有人类的流畅和优雅，即使增加了臀部的自由度，效果 使得人形机器人具备奔跑能力(索尼的SDR一3X)。 也不是很明显。而且随着机器人自由度的增加，伺服电机 进入 I990年代，人形机器 的数量也增加，这样机器人的结构就不能像人类一样匀 人在控制方法和人工智能等方 称合理。当然研究人员也在尝试各种新方法来解决该问 面的研究成果不断出现，从而 题．也取得了不少成就。麻省理工学院的一项研究”