BostonDynamics公司是脫胎于美國麻省理工學(xué)院的又一個(gè)偉大公司，不僅開發(fā)出了行動(dòng)時(shí)具有動(dòng)物力量和敏捷性的機(jī)器人，還開發(fā)出了能夠爬垂直墻壁的其它機(jī)器人以及能夠在狹窄空間中操控的變形機(jī)器人。所有這些設(shè)備都是放大和改進(jìn)了動(dòng)物與人類的能力，可執(zhí)行類似超人的任務(wù)。

這篇文章主要介紹這些創(chuàng)造物中的一種——BigDog，它是一個(gè)長有四條腿、三英尺高和三英尺長、重240磅的狗型機(jī)器人，它可以爬上泥濘的斜坡，并能承載340磅的負(fù)重。

BigDog采用了一個(gè)15馬力的微型賽車用引擎。該引擎由一個(gè)兩沖程/單缸發(fā)動(dòng)機(jī)組成，采用水冷方式工作，可給液壓系統(tǒng)供電，使之操控機(jī)器人的四條腿。這些腿是設(shè)計(jì)師仿照大型哺乳動(dòng)物的自然動(dòng)作設(shè)計(jì)的。共有50個(gè)傳感器給計(jì)算機(jī)饋送信號，幫助機(jī)器人保持平衡和方向，并在跌倒或被迫偏離既定路線時(shí)幫助機(jī)器人恢復(fù)。

慣性傳感器

動(dòng)態(tài)平衡是身體或細(xì)胞的一種能力，在遇到外部變化時(shí)它能在內(nèi)部環(huán)境中尋求并保持平衡或穩(wěn)定的狀態(tài)。

在BigDog身上，慣性導(dǎo)航傳感器用于測量狗的姿勢和加速度，關(guān)節(jié)傳感器測量在關(guān)節(jié)處工作的致動(dòng)器動(dòng)作和力量。板載計(jì)算機(jī)從這些傳感器收集信息，并提供對BigDog在空間中如何移動(dòng)的估計(jì)。還有其它傳感器監(jiān)視BigDog的動(dòng)態(tài)平衡：液壓、流速和溫度、引擎速度和溫度。

適應(yīng)地形

板載計(jì)算機(jī)同時(shí)執(zhí)行低層和高層控制功能。低層控制系統(tǒng)操縱關(guān)節(jié)處的位置和力量服。高層控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)腿的行為來調(diào)節(jié)身體在移動(dòng)過程中的速度、姿勢和高度。控制系統(tǒng)還通過調(diào)節(jié)地面互作用力來保持支撐、推力和牽引力。

BigDog以兩種方式來適應(yīng)地面。它通過調(diào)整身體高度和姿勢來適應(yīng)局部地勢，并調(diào)整腳步步伐來補(bǔ)償機(jī)器人身體的方向和相對于重力的地平面?？刂葡到y(tǒng)在爬坡時(shí)依靠四足前進(jìn)，在下坡時(shí)使身體后傾，在沿等高線行走時(shí)向側(cè)面傾斜?？刂葡到y(tǒng)通過細(xì)微調(diào)整身體姿勢來適應(yīng)小至中等的斜坡，另外再通過調(diào)整步態(tài)和使用更小步距來適應(yīng)超過45度的陡坡。許多這些仿真結(jié)果都在真實(shí)的BigDog機(jī)器人上得到了再現(xiàn)，除了非常陡的爬坡外，因?yàn)榇藭r(shí)實(shí)際牽引力限制了性能。

激光雷達(dá)跟蹤

BigDog不用直接驅(qū)動(dòng)也不用GPS就能跟隨引路人，而且它可以引導(dǎo)路人穿戴反光標(biāo)志，在較弱的激光雷達(dá)用于定位引路人并產(chǎn)生控制信號。這之后，BigDog便可以近似固定的距離跟隨引路人了。

BigDog的未來

設(shè)計(jì)師正在繼續(xù)努力，希望機(jī)器人能應(yīng)對更粗糙的地形、具有更好的自動(dòng)恢復(fù)功能、更安靜的操作和更高的自治性。