近十年仿人机器人数据
作为机器人产品,最早的实用模型(示教再现)是美国A M F公司推出的1962“VERSTRAN”和UNlMATlON公司推出的“UNlMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床相似,但外观特征却大相径庭,主要由类人的手和手臂组成。在1965中,MlT的Roborts展示了第一个带有视觉传感器的机器人系统,它可以识别和定位简单的积木。1967年,日本成立了假手研究会(现更名为仿生机械研究会),并于同年召开了日本首届机器人学术会议。
1970年,第一届工业机器人国际会议在美国召开。1970之后,对机器人的研究得到了迅速而广泛的普及。70年代末,美国推出了Puma系列高功能机器人。采用了当时最先进的l8位多CPU两级微机控制系统。有五种灵活的教学方法和特殊的VAL语言,可以控制轨迹和执行相当复杂的动作。辛辛那提1973?米拉克隆公司的理查德?霍恩制造了第一个由小型计算机控制的工业机器人。它是液压驱动的,可以举起45公斤的有效载荷。
到1980年,工业机器人在日本普及,所以日本称那一年为“机器人元年”。随后,工业机器人在日本得到了极大的发展,日本获得了“机器人王国”的美誉。随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展,机器人在功能和技术上都有了很大的提高,移动机器人和机器人的视觉和触觉技术就是典型代表。由于这些技术的发展,机器人的概念得到了扩展。在20世纪80年代,具有感觉、思维、决策和行动能力的系统被称为智能机器人,这是一个笼统而广泛的概念。这一理念不仅指导着机器人学的研究和应用,也赋予了机器人学在深度和广度上发展的巨大空间。水下机器人、太空机器人、空中机器人、地面机器人、微型机器人等各种用途的机器人相继问世,许多梦想得以实现。
仿人机器人在八九十年代也发展迅速,其中真正的双足步行机器人是Wap3,由I.Kato于1971试制,最大步幅15mm,周期45秒。Wap3的成功开发揭开了双足机器人研究的序幕。1980年,加藤实验室推出wL-9DR双足机器人,WL-9DR实现准动态行走,步幅45cm,步长9秒。1984中,加藤在前人研究的基础上采用踝关节力矩控制,使WL-10RD实现了稳定的动态行走(步周期为65438+。在1986中,加藤介绍了RWL-L2R,它有八个自由度:每条腿有三个向前的关节;身体有前关节和侧关节。经过多年的研究,很多地方都开展了双足机器人的研究,而在所有的研究中,日本人取得的成果最多。
从1971到1986,牛津大学的Witt L7等人制作并完善了一个双足行走机器人,在平地上行走非常好,步速为0.23 m/s,日本的J. Furushol 9开发了两个系列的R双足行走机构,可以动态行走。从1981开始,先后研制出了Kenkyaku-1、BLR-G2、BLR-G2机器人,Kenkyaku-l具有四个前向关节的五杆平面行走器。假设没有腿部支撑期,每条腿的臀部一个关节和膝盖一个关节由脚底的触觉信号触发,在两个腿部支撑期之间切换。实验中实现了周期为0.45秒、速度为0.8米/秒的正向稳定动态行走。Kenkyaku-2在Kenkyaku-1的基础上增加了两个脚踝,巧妙地利用重力实现了周期为0.7-1.0秒,步长为35-45cm的动态行走,无需脚踝输入扭矩。BLR-G2是一种三维运动两足步行机构。
东京工业大学的船桥L7在1982设计了一个两足步行机器人,命名为MEG-2。机器人配备了重力和惯性力补偿装置。在1985的实验中,机器人实现了高速行走(125步/分钟)。美籍华人郑博士是美国双足机器人研究者中的杰出人物。他开发了两个行走机器人[I]],分别命名为SD-L和SD-2。SD-L有四个自由度,SD-2有八个自由度,SD-2是美国第一个真正的类人双足步行机器人。1986,SD-2机器人成功实现了在平地上的前进、后退和左右行走。1987,这个机器人又成功实现了动态行走。1990年,他首次提出了使双足机器人在斜坡上行走的控制方案,并用SD-2做了成功的实验。
Kajita是另一位著名的日本步行机器人研究者,主要研究动态步行的控制方法。1990年,他成功研制了五杆平面双足步行机器人,有四个正向驱动电机,全部安装在机器人本体上,通过平行四边形连杆机构使踝关节完全自由。他提出了整个机构轨迹能量守恒的概念,实现了在不平地面上稳定的动态行走。
在1989,Tad。加拿大的McGeer建立了平面两足行走机构。两条腿是直杆机构,没有膝关节,每条腿上都有一个小电机来控制腿的伸缩。没有主动控制和能量供给,具有简单的两级针摆的特点。当放置在斜坡上时,它可以依靠重力实现动态行走。
1988年春,国防科技大学成功研制出中国第一台六自由度平面双足机器人,可以前进、后退和上下楼梯。在1989,他们实现了准动态步态行走,在1990,他们实现了实验室环境下的全方位行走,在1995,他们实现了动态行走。
1984年,恩格尔伯格推了机器人Helpmate,可以给医院里的病人送饭、送药、发邮件。同年,他还预言:“我会让机器人扫地、做饭、出门帮我洗车、检查安全。”
1998年,丹麦乐高公司推出Mind-storms套件,让机器人制造像搭积木一样简单,可以随意组装,让机器人进入个人世界。
从65438到0999,日本索尼公司推出了狗机器人AIBO,立即销售一空。自此,娱乐机器人成为机器人进入普通家庭的方式之一。
日本本田从1986开始推出P系列1,2,3机器人。本田的研究工作,特别是“P3”和“阿西莫”的推出,将人形机器人的发展推向了一个新的高度,使人形机器人的开发和生产正式实用化、工程化和市场化。P1是本田公司独创的步行机器人,主要进行双足步行机器人的基础研究工作。P2机器人是1996年2月推出的,比P1更拟人化。P2的问世将双足步行机器人的研究工作推向了一个高潮,使本田成为世界上该领域的绝对领导者。就连麻省理工的G. A. Partt教授也曾经认为未来在双足步行机器人领域是无所作为的。
1997 65438+2月本田推出P3双足步行机器人,与P2基本相似,但重量和高度有所下降(从原来的2100 kg下降到130kg,高度从1800mm下降到1600mm),并投入使用。本田于2000年6月5438+065438+10月20日推出了一种新的两足行走机器人“ASIMO(第二代移动机器人的高级步骤)”。与P3相比,“阿西莫”更小更轻,更容易适应人类的生活空间,并通过改进两足行走技术使其更接近人类的行走模式。“阿西莫”高120cm,重43kg。它使用个人电脑或便携式控制器来操作行走方向以及关节和手的运动。在两足行走方面,采用了新开发的技术“I2WALK(智能实时柔性行走)”,让你行走更自如。I2 Walk在之前两足步行技术的基础上,结合了新的“预测运动控制”功能。它可以实时预测未来的动作,提前移动重心,相应改变步伐。在过去,由于无法进行预测运动控制,当从直行变为转弯时,必须在转弯前停止直行运动。“阿西莫”通过提前预测重心的变化,比如下面转弯后重心向外侧倾斜多少,可以使从直行到转弯的行走动作连续流畅。日本本田公司开发人形机器人的目标是实现与人类无异的动态行走。
日本索尼公司于2000年6月5438+065438+10月21日推出了人形娱乐机器人“索尼梦想机器人23X”(SDR 23 x)。它的高度是50厘米,重量是5公斤。它的特点是每分钟能走15m,根据音乐节奏跳舞,高速进行自律运动。它还配备了语音识别和图像识别功能。在发布会上,SDR23X在众多记者面前表演了“一边做体操一边快步走”、“随着音乐的节拍起舞”、“按照顺序把指定的球踢进球门”等项目。SDR23X可以同时挥手、转身、双脚行走。SDR23X配备了头部2个关节,躯干2个关节,每个手臂4个关节,每个下肢和足部6个关节,24个关节配备了驱动机构,由2个64位RISC微处理器实时控制。实时操作系统“Aperios”。索尼单独研发的SDR23X有以下七种动作,1)最大速度15m/ min,左右前后跑;2)前进过程中左右转弯(异步转弯90°);3)从仰卧位站起来;4)单腿站立(这个动作也可以在斜面上做);5)在泥泞的道路上行走;6)踢足球;7)跳舞。此外,SDR23X可以识别20种声音,可以说20种由声音合成的语言,还可以识别颜色。
2001年,麻省理工打破历史传统,研发出世界上第一个具有人类感情的机器人Kismet。仿人机器人代表了机器人的最高技术,是先进的综合控制论、机电一体化、计算机与人工智能、材料学和仿生学的产物,目前科学界正在朝这个方向研究和发展。
2002年,丹麦iRobot公司推出了一款吸尘器机器人Roomba,它可以避开障碍物,自动设计行进路线,在电量不足时自动行驶到充电座。Roomba是世界上最大、商业化程度最高的家用机器人。
2004年3月26日,索尼、富士通和三菱重工联合制定了机器人服务计划(RSi),旨在统一家用机器人的操作标准。这个组织将负责统一目前各公司制定的机器人操作指挥系统。目的是促进机器人操作的家庭AV设备、机器人利用互联网进行信息检索和收集等服务的发展。他们计划在2004年底发布一份规范草案。除了开发机器人的公司,他们还呼吁汽车制造商和互联网内容提供商积极参与。此外,包括本田和丰田在内的日本公司也发布了自己的智能机器人产品,其中本田在2000年发布的Asimo被称为世界上第一个双足机器人。
2005年9月,日本三菱重工正式推出该公司制造的智能家用机器人“若万”。身高1米,体重30公斤。它懂英语、日语等四种语言,能记住10000个单词。它还能识别10个人的面孔,并叫出他们的名字。
2005年6月4日,10,日本村田公司研发的新型骑行机器人在日本东京郊区与公众见面。这个新的会骑自行车的机器人不仅可以向前骑,还可以在发现障碍时停下来或后退。
2006年6月,微软公司推出了微软机器人工作室(Microsoft Robotics Studio),机器人模块化、平台统一的趋势越来越明显。盖茨预言家用机器人将很快席卷全球。
2008年,韩国科学家研制出一种人形机器人,可以跳舞、做家务、表达情感。研究人员将这种人形机器人命名为“Maru”。Maru身高1.5米,能模仿人类开合嘴唇、眨眼、上下肢自由活动、自动停止行走。