排雷排爆、危險氣體偵查、救援……“機器狗”遠不止于馱貨
不久前，扛著重物爬泰山的“機器狗”在網(wǎng)絡上吸引了很多人的關注。這樣的“機器狗”，學名叫四足機器人，是一種仿生機器人，也就是模仿自然界中四足動物的運動方式，除了四足機器人，還有模仿昆蟲的六足機器人，這些機器人具備步行、跑步、上臺階等等多種運動能力。它們是怎樣擁有這些能力的？這些能力在生活中又有哪些應用？
中國電科二十一所機器人及核心部件研發(fā)中心副主任 范春輝：這款四足機器人具備十二個電動關節(jié)。每條腿具備三個電動關節(jié)，在它行走的過程中，三個電動關節(jié)可以通過我們的控制算法，通過不同的步態(tài)，可以實現(xiàn)前后左右任意行走。內嵌式的相機可以在陌生的環(huán)境中實現(xiàn)環(huán)境感知和探測圖片識別。
背著東西前行、靈活上下樓梯，與其它機器人相比，它最大的優(yōu)勢是能夠適應不同的地形，按需作業(yè)，包括偵察、救援、勘探等。
中國電科二十一所機器人及核心部件研發(fā)中心副主任 范春輝：原來我們工業(yè)機器人或服務機器人中，最常見的是輪式機器人、履帶式的機器人，但實際上這兩類機器人都不能解決一個痛點問題，就是復雜環(huán)境，無法在里面進行靈活移動。
為了解決復雜環(huán)境下的移動困難，腿足式機器人應運而生。四足機器人，最早是以簡單機械結構形式出現(xiàn)，通過不斷研發(fā)，如今不僅具備強大的地形適應能力，還擁有智能控制系統(tǒng)，應用更加廣泛。
中國電科二十一所機器人及核心部件研發(fā)中心副主任 范春輝：四足機器人整個行進速度最高差不多可以達到6到8公里每小時，這也就是相當于人小跑的狀態(tài)了。對于快速更換電池和與用戶的交互體驗這塊目前發(fā)展比較成熟，包括手機App、人機交互的界面，實際上都是比較友好的設計。目前四足機器人的載重比做得比較好，能達到0.5至0.6就比較好了，那這個0.5至0.6更多指跟它的自重比，一般來說，60公斤的四足機器人能夠額定載重到30公斤。
定制款“機器狗” 應用場景更廣泛
四足機器人正以其獨特的優(yōu)勢，逐步進入大家的生活中，不僅如此，研發(fā)團隊現(xiàn)在還能根據(jù)不同場景下的個性化需求，定制開發(fā)具備更多功能的四足機器人。
這款四足機器人就是專門面向實際應用場景打造的多載荷多功能“機器狗”，作為基礎款，它搭載的視覺感知模塊可以說是“火眼金睛”，不僅能自動識別地形，實時更新規(guī)劃路線、自主避障，還能自主構建環(huán)境三維地圖。根據(jù)用戶的個性化需求，基礎款能輕松升級成定制款。
中國電科二十一所機器人及核心部件研發(fā)中心副主任 范春輝：比如像園區(qū)，最常見的像化工園區(qū)，那么它對于危險氣體識別，包括危險源識別，有一定要求。那么四足機器人就可以在這一塊做一個定制化開發(fā)，搭載我們氣體探測器，搭載雙目相機，來實現(xiàn)危險源識別或者危險氣體偵查。
中國電科二十一所機器人及核心部件研發(fā)中心副主任 范春輝：另外一類，像這種消防救援環(huán)境和特種環(huán)境下，我們四足機器人要面向的是排雷排爆，或者說是安置危險的爆炸物，那么這個四足機器人可以采用搭載兩條機械臂進行危險物安置等這樣的工作。
除了定制化、專業(yè)化的設計開發(fā)，高校和科研機構也在對其算法等進行持續(xù)創(chuàng)新。
中國電科二十一所機器人及核心部件研發(fā)中心工程師 李昀佶：控制算法也是有人工智能的算法加持，所以它的控制運動的性能也在不斷提升，（還有）軟件，因為機器人它是要用所有的代碼，去完成它的元器件和元器件的交互，以及算法與這個硬件之間的交互，所以說軟件（的穩(wěn)定性提升）也是必不可少的。
提升電池續(xù)航能力 四足機器人未來可期
四足機器人行動自如能負重，可以幫我們干不少急難險重甚至有危險的工作，要想讓機器人做好這些工作，它的續(xù)航時間、負載能力、智能化水平等方面，都需要不斷迭代升級。
現(xiàn)在市面上的四足機器人，電池續(xù)航時間在2到4個小時，很難滿足長時間、高強度的任務需求。而電池的重量和體積是影響續(xù)航能力的關鍵因素之一，為了增加續(xù)航時間，往往需要增加電池的重量和體積，但這又會對四足機器人的機動性和負載能力造成影響。
中國電科二十一所機器人及核心部件研發(fā)中心工程師 李昀佶：在未來的三到五年，四足機器人一定會得到比較大的突破，因為現(xiàn)在新能源汽車的領域也在研究電池，如果這一領域得到了突破的話，整個的機器人的續(xù)航就能得到解決。
借助算法訓練 推動機器人提升自主能力
此外，智能化水平也是當前要重點提升的方向，借助算法訓練，讓機器人在陌生環(huán)境下，不用提前對環(huán)境建立模型，就可以完成一定程度的自主動作。
中國電科二十一所機器人及核心部件研發(fā)中心工程師 李昀佶：隨著人工智能技術提升，后面的模型驅動可以變成數(shù)據(jù)驅動。如果有大量的數(shù)據(jù)的話，就可以通過類似端到端的這樣一種智能算法，我們去訓練它的對于物理世界的感知，那么它們就可以像我們人一樣，看到什么就能感知出來是什么。
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