人性化机器人在日常生活中大显身手(2)
　2001-11-12 13:13:48

　　

　　此外，即使团队机器人中的一个不幸损坏，其他机器人也能立即分担它的工作。目前人们概念中的单个机器人，今后将可能由各种微型机器人组成。随着纳米技术的不断进步，各种微型机器人可能将由更小的纳米机器人组成。因此，对“团队机器人”的研究，将涉及从纳米世界到人类社会的各个领域。

　　“团队机器人”将在空间开发、工程建设、农业生产等广泛领域得到实际应用。从已经问世的“MARS”、“CEBOT”等，人们可以窥见“团队机器人”的非凡本领。

　　高3厘米、直径3.5厘米、重30克的MARS（自律微型移动机器人系统）是由多个机器人组成的一组机器人。它们能够自动完成集合、组成队形等一系列动作。当接收到前方有物体的信息后，能自动排成长队。为了与其他机器人保持协调，MARS能通过收发报装置进行信息交换。

　　CEBOT（细胞构造机器人系统）由无数个细胞组成，当一个细胞受到损伤后，其他细胞便弥补其功能。它由多个具有单一功能的自律机器人组成，机器人之间通过协调，共同分担工作。因此，CEBOT能够根据不同作业和环境进行组合。

　　与人进行沟通

　　更为实用的人性化机器人于去年年底在日本举办的机器人博览会上首次亮相，引起人们的广泛关注。这些机器人有的善于翩翩起舞，有的能够平稳行走，并能与人进行沟通，显示了机器人技术异乎寻常的进步。博览会上推出的机器人ASIMO（见左图）身高120厘米、体重43公斤，由于采用了领先世界的双腿步行技术，在不久的将来能成为与人类在同一空间生活的机器人。

　　1986年，本田技研工业开始研制双腿步行机器人。在最初研制实验机器人“E0”～“E6”的过程中，科研人员陆续开发出地面反作用力控制、目标ZMP控制、着地位置控制等独创性技术，积累了大量的宝贵数据，使机器人从最初的蹒跚学步，进步为能够较好地控制步行速度、独立完成爬坡、登楼梯等复杂动作。最后开发的实验机器人“E6”，已经具备了双腿步行的基本功能。

　　在成功研制“E”系列机器人的基础上，科研人员将研究重点放在了如何协调好腿部和上身动作上。最先开发的人性化实验机器人“P1”，能够完成打开和关闭开关、抓门把手、搬运东西等动作，较好解决了手与腿之间的协调。“P2”，是世界第一台人性化自主双腿步行机器人。它采用无线化操作，在体内安装了计算机、电动驱动装置、电池、无线接收装置等部件，不仅能够更加自在地步行，还能完成上下楼梯、推车等有一定难度的动作。随后诞生的“P3”，是一台完全自立的人性化双腿步行机器人，由于采用了分散控制技术，成功实现了机器人的小型化和轻量化。


　　而机器人ASIMO的外型设计更为人性化，120厘米的身高十分适合在人类的生活空间活动，不仅行走稳健，手的活动范围也有了进一步扩大，人们可以通过便携式控制装置，得心应手地控制ASIMO的一举一动。通过引进智能实时自在步行（i—WALK）技术，ASIMO可以完成转换方向时的连续动作，进一步提高了处理突发动作的稳定性。“i—WALK”技术，在地面反作用力、目标ZMP、着地位置之外，另外增加了对预测运动的控制。预测运动控制技术，能够实时预测下一个动作，事先移动机器人的重心。人在直线步行过程中绕过一个小角度拐角的时候，会事先将身体重心移到拐角的内侧，以防身体向外侧跌倒。同样，通过计算步行过程中拐弯时身体重心变化的预测值，能确保机器人拐弯时的稳定性。

　　除了步行之外，ASIMO的手臂动作范围也有了明显扩大。通过将肩关节的安装角度扩大20度，手臂的活动高度最大可达105度。类似人类那样的五个手指，抓取东西变得更加容易。

　　ASIMO的最大进步，在于能够像人类那样连续自主步行。由于大量引进本田技研工业在不断开发新车过程中积累的技术和经验，在ASIMO的身体内部，集成了最新计算机、电动机、减速机以及材料技术和控制技术。

　　根据与人类生活在同一空间的定位，研究人员对日常生活中桌子、电器开关、门把手等的高度进行了测量，最终决定将ASIMO的身高控制在120厘米左右，类似一名小学一年级的学生。圆润外型与机械美的融合，使ASIMO既平易近人，又给人留下了结实能干的印象，具备了进入普通家庭的基本要素。

　　科学家预测，在今后10～30年间，面向个人的机器人有可能成为超过计算机的又一新兴产业。如果说20世纪是产业机器人的世纪，那么，21世纪也许就是人性化机器人的世纪了。文汇报

　　

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