在科幻電影和電子游戲中,我們已經看過不少造型迥異的機器人,這些機器人不但有著高度智能化表現,用途也是多種多樣,比如用于工業生產、物流運輸、家庭服務甚至是戰爭武器。但是回到現實生活中,如今的機器人真能幫助人們完成各種工作嗎?
當看到這臺名為evoBOT的機器人時,筆者認為這個問題的答案應該是肯定的。
這是一款由德國物流研究中心的弗勞恩霍夫物流研究所開發的原型機器人。
它的造型看起來與我們常見的機器人不太一樣,準確地說更像一臺手推車。該機器人不但有著當下絕大部分移動型機器人所不具備的高敏捷性與靈活性表現,并且還能夠完成拿放及攜帶物品的工作。
evoBOT的外形結構相比于市面上大部分機器人都要簡單與直觀,在這臺機器上沒有任何看上去多余臃腫的部件,只有兩只手臂與兩條腿,其中手臂兩端有向內的圓盤狀抓握墊,用于拾取物體,每條手臂的外側還安裝有兩個從動輪。
要指出的是,由于該機器人手臂部分采用的是模塊化設計,也可以根據不同場景,更換不同類型的抓握工具。
而腿部下方則是它的主動輪,整臺機器人的移動能力完全來源于這兩個輪子。當機器人不攜帶任何物體時,它的手臂會向下折疊,收納在雙腿內側。然后機器人會重心前傾并以每秒10米的速度滾動前行。
別看機器人的下盤采用輪式結構,它本身卻擁有極為強大的自我平衡與移動能力。根據研發團隊的介紹,evoBOT的自平衡系統是利用倒立擺原理研發而來,簡單來說,就是機器人的底部會通過不斷地來回地移動,使其頂部的重量永遠保持在其上方的中心,以此達到平衡狀態。
有了移動及自平衡能力之后,為了讓evoBOT能夠在倉庫等區域進行自主移動,同時聰明地避開障礙物,爬上坡道,越過小平臺,以及穿行于各種不平坦地形,研發團隊在機器人上端的中心位置安裝了兩個光學攝像頭,并且還在它的體內安裝了其他一些傳感器及地圖測繪系統,這樣evoBOT就可以通過這對“眼睛”識別貨物與障礙物,并在嵌入式地圖傳感器的幫助下,進一步提升探測能力,完成自主性路徑規劃與導航。
在一段官方發布的演示視頻中,你可以看到evoBOT能夠輕松地拿起并傳送一個籃球。
在接取物體時,機器人手臂抬起的同時身體重心會配合著向后微微傾斜,兩條腿則會小幅前后移動使整體保持平衡。為了接取物體,兩只手臂會同時向內移動,為抓取墊提供足夠的壓力,之后機器人就會攜帶物體穿過倉庫或任何它要走的地方。
抵達目的地后,根據同樣的工作原理,釋放籃球時整個機器人也能很好地保持在平衡狀態。
如果有需要,evoBOT還可以讓整個身體變形為另一種平衡模式,在這種模式下它的雙手會落地與雙腿形成一個夾角,此時,它的動力輪會處于后方,而手臂外側的從動輪會在前面起到支撐作用。此時的機器人能夠更輕松地完成爬坡活動,或者是推動比較沉重的物體前行。
就像我們在前文提到的,evoBOT比市面上大部分移動型機器人都要小巧簡單,這種簡單也會給機器人帶來更好的可靠性與穩定性收益。
當然這一系列的好處都要歸功于其倒立擺原理的平衡系統,讓作為輪式機器人的evoBOT無需裝備外部配重,于是它在節省下大量空間的同時,也擁有了同級機器人中更輕的重量及更好的靈活性表現。
而且也是拜倒立擺原理所賜,evoBOT能夠保持永久平衡,這使得它可以在崎嶇地形或不平坦的路面上移動,即使是有斜坡的表面也不會翻到,而這正是大部分輪式移動機器人做不到的特點。
其實我們目前所看到的evoBOT,據稱已經是經歷過一次全面升級進化后的成果。最早時,該團隊設計的是一個看起來很方正的機器人,但多虧了后來的奇思妙想,它變成了一個看上去更像智能手推車的東西。
在打造出新款evoBOT后,研究團隊原本是準備把它當作一種新型自平衡機器人技術的測試平臺,但由于這款機器人的實用性表現太出色,他們現在也在思考將其作為產品本身進行商業制造可能性。畢竟在演示中,evoBOT已經完全可以勝任貨運工人幫手的職責,幫他們搬運各種沉重貨物。
于是乎,團隊決定對evoBOT的承載能力進行進一步的極限測試,并考慮為只能執行簡單操作如拿放與推拉物品的原型機器人開發更復雜的技能,好讓它能適應更多的工作。
與此同時,為了提高人類和機器人之間的互動舒適性,團隊還考慮為其增加仿生設計,讓evoBOT能夠更好地成為人類的私人助手。
這樣一來,未來商業版的evoBOT也將擁有更為廣闊的應用前景,不只是貨運倉庫,包括個人家庭、醫院等等許多地方都能成為它的服務場所。
至于這款優秀的機器人伙伴何時才能真正來到我們身邊,只有耐心等待了。