能自行跳过障碍物的机器豹

开山鼻祖

上次我们听闻MIT(麻省理工学院)的机器猎豹项目时，研究人员们已经能让他们的机器自由地在大学校园里跳跃了。现在这种腿上有新弹簧的无线机器猎豹的最高速度能达到每小时16公里，能腾空跳跃33公分。这个四足机器豹现在又搭载了激光雷达系统，在特殊算法的辅助下，它能检测到它行走过程中遇到的障碍物并跳过去。
MIT已经研究了好几年机器豹。研究团队认为从世界上速度最快的动物——猎豹身上他们能学到不少能被运用到机器工程上的东西。这种思路启发了不少人，美国国防部高级研究计划局和波士顿动力学工程公司都在研发他们自己的机器豹。
该MIT团队表示他们研发的机器豹已经能自主地跳过其奔跑途中的障碍物。机器豹能利用其独立的激光雷达系统，使用其反射的激光来绘制地形。接着机器豹接收到的数据能与研究人员设计的特殊算法合作，指挥机器豹的下一步行动。
该算法的第一部分会检测即将到来的障碍物，并衡量障碍物的大小以及距离机器豹的远近。接着算法就会指挥机器豹从最优的位置跳起，安全地通过障碍物的上方。如果有必要的话，机器豹还会调整步伐，为了从最优位置起跳它会调快或减慢自己的速度。该算法的运行时间只需100毫秒，并且它还会在机器豹运动的过程中调整它的动作。
在机器豹离开地面的那一刻，算法的第三部分就会计算出机器豹的最佳跳跃轨迹。算法在计算时会将障碍物高度和机器豹的接近速度考虑在内，以便计算出机器豹中的电动机需发出多少能量来帮助机器豹起跳并跳过障碍物。
在测试机器豹的新能力时，研究团队先用绳子将机器豹栓在了跑步机上。机器豹在以8千米每小时的速度奔跑时能够扫清它前面高达45厘米的障碍物，其成功率为百分之七十。接着研究人员将猎豹放到了室内测试赛道上，以更高的速度和更长的距离来自由准备起跳，其跳过障碍的成功率提升至百分之九十。

MIT机械工程学的助理教授Sangbae Kim说：“在奔跑时跳跃是一种非常动态的行为。机器豹不得不保持平衡且计算它自己需要的能量，它还必须处理着陆后的冲击力问题。我们的机器豹正是为这种高动态行为而设。”
Kim与他的团队期待进一步改善机器豹从而让它在草地这类更软的地面也能跳过障碍物。他们将在六月份的美国国防部高级研究计划局机器人挑战赛中演示其机器豹的新能力。