智能机器人ANYmal可在极端环境下轻松行动 | 广东省智能创新协会

发布日期:2019-06-15 10:00
ANYmal智能机器人装有目前最先进的传感系统,配备革命性的机械关节,即使在最崎岖的地形上也能轻松自如。ANYmal专为极端环境而设计,因为任何烟雾都不是问题,它可以在雪地,瓦砾或水中行走。

一个离岸风力发电平台,位于北海的某个地方,在寒冷的寒冷夜晚,汹涌的风和海浪撞击着令人印象深刻的建筑物。一个冷静的ANYmal正在悄悄地进行检查。

ANYmal是一种中等大小的类似四足动物的机器人,沿着楼梯走下去,抬起一个“爪子”打开门,或者打电梯,沿着走廊小跑。黑暗是没有问题的:它完全知道这个地方,有3D映射它。它的激光传感器让它了解其精确的路径,位置和潜在的障碍。它对几个房间进行检查。它的相机放大计数器,记录显示的测量值。其热传感器记录机器和设备的温度,其超声麦克风检查潜在的气体泄漏。机器人还检查杠杆位置以及监管灭火器的正确位置。随着其引擎的电子嗡嗡声恢复,它继续不知疲倦地工作。

经过两个多小时的检查后,机器人返回其对接站进行充电。它很快就会退出去进行下一次单独的巡逻。ANYmal与Mulder和Scully在“X档案”电视剧*中一起演出,但它绝不是好莱坞机器人。它真正存在,监视任务是其近期的一部分。



这种四足机器人是由ANYbotics设计的,这是苏黎世瑞士联邦理工学院(苏黎世联邦理工学院)的副产品。它由碳纤维和铝制成,重约三十公斤。它完全坚固耐用,防水防尘(IP-67)。凯夫拉尔腹部保护其主体,携带其强大的大脑,电池,网络设备,电源管理系统和导航系统。

ANYmal适用于所有类型的地形,包括碎石,沙子或雪。它已经在工业现场进行了现场测试,并且可以轻松克服新的障碍(甚至可以在跌落后起床)。根据其使命,其电池可持续2至4小时。

在它的关节腿上,由橡胶垫保护,它可以行走(以人类的步伐的速度),小跑,爬行,卷曲自己爬行,承载甚至跳跃和跳舞。需要在所有表面上移动,驱使其设计师选择四足动物。“双足机器人不易稳定,特别是在不规则的地形上”,ANYbotics的联合创始人兼首席业务发展官PéterFankhauser博士解释道。“轮式或履带式机器人可承受重负荷,但它们体积庞大且不太灵活。飞行无人机具有高度移动性,但不能承载负载,处理物体或在恶劣天气条件下操作。我们相信四足动物在移动性和多功能性方面结合了最佳特性。“

苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室是该项目背后团队的灵感源泉,是崎岖地形敏捷的佼佼者:山羊。“我们当然还有很长的路要走”,Fankhauser说。“然而,从长远来看,它仍然是我们的目标。

第一个原型,ALoF,已经在2009年设计。它仍然相当缓慢,非常僵硬和笨拙 - 更多的是概念证明,而不是机器人准备应用。2012年,装有弹簧接头的StarlETH可以跳跃,跳跃和攀爬。正是由于这个机器人,该团队于2014年开始参加ARGOS,这是一项由Total oil集团发起的全面挑战。这个想法是提出一种能够自主检查海上钻井平台的机器人。

与数十名竞争对手相比,苏黎世联队苏格兰队是唯一一支参加这种四足机器人比赛的球队。他们没有获胜,但多场测试越来越令人信服。特别是因为在挑战期间,团队设计了新的接头,内部采用弹性执行器。这些关节受到肌腱和肌肉的启发,结构紧凑,密封,并包含自己的定制控制电子设备。它们可以直接调节关节扭矩,位置和阻抗。由于这项创新,团队可以使用新版本的机器人ANYmal进入同一场比赛,每条腿上都装有三个关节。

ARGOS经验证实了所选择的运动方式的相关性。“我们的机器人更轻,在现场占用的空间更少,而且噪音更小”,Fankhauser说。“它也比大型轮式或履带式机器人克服了更大的障碍!”由于ANYmal引起了公众的兴趣并且它转变为真正的产品似乎更有可能,创业公司ANYbotics于2016年推出。它不仅销售其机器人,还销售其革命性产品。关节,称为ANYdrive。

今天,ANYmal还没有准备好出售给公司。然而,ANYbotics与几个行业的合作关系越来越多,为机器人进行了几天或几周的测试,适用于所有类型的任务。例如,去年10月,ANYmal在苏黎世市的黑暗污水系统中航行,以测试其帮助工人处理类似困难,重复甚至危险任务的能力。

为什么公司之间有这么早的兴趣?“因为许多公司希望将机器人集成到他们的维护任务中”,Fankhauser回答道。“通过ANYmal,他们实际上可以评估其可行性并制定策略。最终,建筑物和建筑设备都可以重新考虑适应这些维护机器人“。



通过现场演示和测试,ANYbotics可以收集大量信息(每次测试期间每秒记录多达50,000次测量!)“这有助于我们塑造产品。”在适当的时候,初创公司将准备好提供商业产品这真的迎合了公司的需求。

工业现场的检查和监视任务不是唯一考虑的应用。该创业公司还在考虑农业检查 - 凭借其板载传感器,ANYmal能够绘制其环境,测量生物质量甚至采集土壤样本。从长远来看,它也可以用于搜救行动。顺便说一下,机器人可以随时切换到“遥控”模式,并且可以很容易地进行远程操作。它还能够进行实时音频和视频传输。

从原型到市场产品阶段的过渡将涉及许多进一步的发展。其中包括提高ANYmal的灵活性和速度,扩展其映射大规模环境的能力,提高安全性,安全性,用户处理能力以及将系统与客户的数据管理软件集成。还需要提高机器人的可靠性,“这样它可以在没有人工监督的情况下工作数天,数周甚至数月。”必须获得所有必需的认证。引发整个业务的运动系统只是ANYbotics的众多考虑因素之一。



创业并非孤军奋战。事实上,它已经将ANYmal机器人卖给了十几所大学,他们利用它们来发展机器人技术。该创业公司还成立了ANYmal Research,这个社区包括丰田研究所,德国航空航天中心和计算机公司Nvidia等成员。会员可以完全访问ANYmal的控制软件,模拟和文档。共享促进了软件和硬件的想法和发展(基于ROS,开源机器人操作系统)。特别是有效载荷变化,提供可扩展性和可扩展性。例如,其中一所大学使用机械臂,使ANYmal能够抓住或处理物体并打开门。

在可能的应用中,ANYbotics提到了娱乐。这不仅仅是关于更多电影或电视剧的播放,而是关于参与各种景点(贸易展览,博物馆等)。“ANYmal非常新颖,吸引了大量的兴趣”Fankhauser笑着证实。“每当我们把它呈现在某个地方,人们聚集在一起。”

当ANYmal与他们太接近时,这些事件的视频显示了一个迷人的,有时甚至是有点害怕的观众。是害怕“坏机器人”吗?“这种恐惧确实存在,我们很高兴能够使用ANYmal来提高公众对机器人和机器人的认识。”让人想起一只幼犬,ANYmal真正适应了这个目的。

然而,PéterFankhauser软化了人类和复杂机器人共同生活的形象。“未来几年,机器人将继续在后台工作,就像他们长期在工厂工作一样。然后,它们将以有选择性和有针对性的方式在公共场所使用,例如用于危险的任务。我们还需要等待十年才能像ANYmal这样的动物类机器人分享我们的日常生活!“

在1月份在拉斯维加斯举行的消费电子展(CES)上,德国汽车制造公司大陆集团利用机器人展示了最后一英里的交付时间。它显示了ANYmal从一辆带有包裹的自动驾驶车辆中走出来,爬上前廊,举起一只爪子敲响门铃,在重新进入车辆之前存放包裹。这个未来主义的形象确实非常接近。