本月早些時候，麻省理工學院（MIT）發(fā)布了其迷你獵豹(Mini Cheetah)的新視頻,，這是來自麻省理工學院仿生機器人實驗室的小型四足機器人,。該實驗室負責人,、機械工程教授桑巴·金(Sangbae Kim)日前接受采訪，談了許多關于迷你獵豹設計以及機器人未來發(fā)展需要面對的問題,。
麻省理工學院此前指出,，迷你獵豹機器人重約9公斤，配有12個模塊化電動馬達,，每條腿都有動力髖關節(jié)(2自由度)和膝關節(jié),。馬達是現(xiàn)成的廉價部件，而不是專門定制的昂貴設計模塊,，它最大的關節(jié)速度為40弧度每秒,，這在技術上看已經(jīng)非常快,，視頻中迷你獵豹機器人展示的后空翻,，在第一次嘗試時就成功了，接下來,，迷你獵豹將被教導在被拋入空中后,，執(zhí)行非常像貓的動作，即雙腳著陸,。桑巴談了更多細節(jié)：
問：你們?yōu)楹我瞥龈“姹镜墨C豹機器人,？
桑巴：這主要是為了加速機器人研究,。如果你和任何使用機器人的人交談，他們會告訴這個過程會有多痛苦：這些機器人脆弱,、危險,，扭矩不足，很難建模,，有大堆的問題,。如果你有個像獵豹3這樣的機器人，你每天運行它的實際時間是多少,？這可能是1%或更少,，因為它很難運行，而且相當危險,。假如有什么東西壞了,，可能要耽誤很長時間。
但有了迷你獵豹機器人,，你就可以每天運行5個小時,，我們已經(jīng)做了3個小時的演示，沒有任何問題,?；旧希覀円呀?jīng)達到了一定水平,，它是如此可靠,，以至于我們可以放心把它交給其他在硬件上屢受阻礙的團體使用。
迷你獵豹差不多有著完美體型,，9公斤不是太小,，但也不是太大,，它依然危險而脆弱,，這個機器人我們用了12個月，期間沒有更換任何機械部件,，這主要得益于我們的執(zhí)行器技術,。我們設計的機器能夠承受撞擊，執(zhí)行跳躍和著陸等動作,，已經(jīng)幫助其達到了每秒2.5米的速度,，這對于它的體型來說已經(jīng)很快了，但理論上它可以達到每秒4米,，這相當于獵豹3的最高速度,。
問：液壓馬達仍在大多數(shù)高性能的動態(tài)機器人中使用，為什么電動執(zhí)行器更適合像獵豹和迷你獵豹這樣的機器人,？
桑巴：我和馬克·雷伯特(Marc Raibert)討論過這個問題,，他和我的觀點略有不同,。他認為有些關于縮放的問題，但我不同意,，電動馬達的縮放技術已經(jīng)十分成熟,，我真的對迷你獵豹的表現(xiàn)感到驚訝，因為其電動馬達規(guī)?？s小得很厲害,，其秘密在于設計中的細節(jié)：如果你看一看迷你獵豹的肩部（致動器），它們相對于獵豹3更大,。這不是很明顯,，但迷你獵豹的肩膀相對于它的身體長度比例更大，這使得它更強大,。
電動馬達可以很容易地放大,，以至于制造馬匹大小的機器人，你就能使它跑得像馬一樣快,，在功率密度方面沒有什么問題,，我認為當涉及到人形機器人時，這個問題就變得有趣了,，因為人形機器人需要更高的自由度,，所以在12度的自由度時，這不是問題,，我認為電動馬達是最好的選擇,。但是如果你需要24度的自由度，并且需要在腕部,、踝部和頸部擁有更高自由度,，電動馬達往往就會受到影響。
這就是液壓開始變得有吸引力的地方,，因為你有更大的電源,，但執(zhí)行器相對較小，而且比具有等效扭矩的電動馬達小得多,。當然,，液壓動力還需要其他補充，所以在某種程度的自由度上,，我認為電動執(zhí)行器在各個方面都會更好地實現(xiàn)簡單易用的設計,，但是一旦自由度過大，液壓動力就有了巨大的優(yōu)勢,。
問：既然有了迷你獵豹,，你還會繼續(xù)和獵豹3合作嗎？
桑巴：到目前為止,，我們已經(jīng)進行了95%的仿真,，然后當我們對控制器有信心時,，我們會在機器人身上進行測試。現(xiàn)在我們要移動到50%在模擬中,，40%在迷你獵豹中,，10%在獵豹3中。即使你的算法在模擬中并非超級強大,，迷你獵豹在測試它時也沒有問題,，安裝過程大概需要2分鐘，如果出了問題,，它也不會壞,。
對研究機器人來說，“不壞”是件大事,，因為這意味著你可以在它們身上試驗,，或者相信你的學生可以在他們身上試驗，而不需要先設置四份電子報警器,，穿上防彈衣,，拿出支票簿，站在火警報警器旁邊,。正如桑巴所指出的,，堅固的機器人意味著你可以在模擬中少做許多工作，這更有趣(而且可能更有效率),。
我們的計劃是建造10個迷你獵豹機器人,，其中5到6個將在麻省理工學院的不同實驗室投入使用，以同時解決不同的問題,，希望它能加速開發(fā),，這可能加快開發(fā)速度5到6倍。其他四五個機器人可以離開麻省理工學院,，進入經(jīng)驗豐富的有腿機器人團隊,。桑巴說，我們最終希望“舉行機器狗障礙賽跑,，每個團隊用不同的算法控制迷你獵豹,，我們可以看到哪種策略更有效,?！?/p>
比賽最初很可能是由人類控制的，但最終迷你獵豹將實現(xiàn)完全自主運作,。一旦它實現(xiàn)這個目標,，我們便期望在不久的將來能有更廉價的消費者版本上市。