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在滑雪场疾驰的六足机器人

发布日期:2022-09-20 04:24   来源:未知   阅读:

  在基础设施建设、赛场保障服务、电视影像转播等方面,绿色、环保、智能科技正大放异彩。而滑雪机器人的出场,更是为赛事增添了炫酷色彩。

  正在赛道上“耍酷”的六足滑雪机器人着实吸引了游客和滑雪爱好者的目光。只见这款滑雪机器人灵活避让障碍,身姿矫健地通过旗门,还能进行人机交互,与人并肩滑行

  这是上海交通大学机械与动力工程学院教授高峰团队研制的六足滑雪机器人,在沈阳完成了初级道、中级道及与人共同滑雪实验,通过了稳定控制、智能感知、规划决策等多方面的测试。

  “这是第二次测试。实际上,我们的滑雪机器人第一次就通过了冬奥组委的测试验收。”高峰说。

  2021年12月17日,研究团队第一次到雪场测试。因为此前试验都在室内进行,机器人在滑雪场上表现怎样,大家心里也没底儿。

  “一开始想安排在初级赛道,但冬奥组委工作人员说初级赛道不过瘾,上中级雪道吧,我们只好硬着头皮来到中级赛道。”高峰说。

  中级赛道坡度18度,“陡得吓人”;在零下20摄氏度的严寒中,各种电子器件也容易出现问题;冬奥组委工作人员还要“加码”。但初上赛道的滑雪机器人表现非常给力:高速俯冲下来、半路稳稳停住、位置分毫不差。

  第一次测试,而且只测试了一次,验收人员就满意地说:“可以了,不用试了。”

  “滑雪对人的稳定性和灵活性要求极高,设计机器人并研发控制系统参与滑雪活动,挑战不小。”高峰说,“值得一提的是,滑雪机器人完全由上海交通大学自主研发。”

  研究团队历经多次科研攻关,在机器人性能操控、感知规划等关键算法设计上取得了创新突破,自主完成了从机构设计、系统框架、稳定控制到智能感知、自主规划等一系列环节的关键核心技术研发,最终使滑雪机器人集人机交互、环境感知、轨迹规划、智能决策和稳定控制于一体。

  据介绍,这款滑雪机器人采用双板滑雪,前后四条腿分成两组,每两条腿固定在一个滑雪板上,用于控制滑雪板的位置和姿态;中间两条腿分别加装滑雪杖,用以模仿人手,实现点杖的功能。每个滑雪板具有5个自由度,通过控制滑雪板的位姿可以实现速度控制、转弯和制动等功能。

  为了让机器人更“聪明”,团队对机构设计和驱动器设计进行深入研究,为机器人建立了“大脑”智能系统。该系统包括动态平衡稳定控制、智能感知和智能规划,通过设计智能和行为智能的有机融合,使得机器人能够分析人的滑雪行为数据、模仿人的滑雪动作,适应户外雪面的环境特性,实现了自主快速稳定地滑行。

  研究团队分别以人工遥控和自主规划的方式,完成速度控制和转向控制测试。其中,人工遥控稳定转向滑行最高速可达每秒3.2米,自主规划匀速直线 米,稳定转向滑行最高速可达每秒2.45米。

  滑雪机器人不仅是“科技冬奥”的直观体现,“人机共融”的研发理念也为“后冬奥”时代提供了无限畅想。

  通过冬奥组委验收后,团队又自发进行了第二次测试。项目组成员个个化身滑雪运动员,连高峰都“武装”上阵,在零下18摄氏度的寒风中和机器人同场“秀技”。他们所到之处,滑雪机器人都会成为焦点。

  “滑雪机器人出现在雪道特别引人瞩目。这对推广普及冰雪运动、带动三亿人参与冰雪运动有积极作用。”高峰说,“能为北京冬奥会作贡献,科研人员都很兴奋。不仅在实战中检验了我们的技术成熟度,还为我们提供了难得的锻炼机会,团队也培养了一批人才。”

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