Romeo仿人機(jī)器人

法國Aldebaran公司希望開發(fā)出一種機(jī)器人來幫助老年人做家務(wù)，甚至成為他們的朋友。Romeo機(jī)器人的研發(fā)是向這個目標(biāo)邁出的重要一步，該仿人機(jī)器人一共采用了39個maxon制造的直流電動機(jī)進(jìn)行驅(qū)動。

圖1 Romeo機(jī)器人在工作中 圖2 Romeo機(jī)器人

這項(xiàng)研究還是機(jī)器人領(lǐng)域內(nèi)的初期階段，Aldebaran公司并沒有停下前進(jìn)的步伐。該公司將行為輔助機(jī)器人視為在汽車、計(jì)算機(jī)和智能手機(jī)之后的下一個工業(yè)革命。全球人類的平均壽命在不斷增長，未來將大量缺乏護(hù)理人員。仿人機(jī)器人可以彌補(bǔ)這方面的不足。Romeo也將成為這一研發(fā)領(lǐng)域中重要的組成部分。

Aldebaran公司自2009年就一直在研發(fā)Romeo，但是機(jī)器人在2014年才以一個修訂版本的形式與公眾見面。如此長期的研究是有原因的。盡管研發(fā)人員在開發(fā)Romeo的弟弟Nao的時候積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)，但是研制一個較大體積的機(jī)器人還是很不容易。市場上已經(jīng)賣出3 000個Nao了。Nao高57 cm，重約5 kg。簡單地復(fù)制運(yùn)用在Nao上的技術(shù)來制作一個更大的機(jī)器人是不可能的。首先，腿部對于研發(fā)人員來說就是一個難題。Romeo要重很多，這樣他的行動就會比較緩慢，而且更難操縱。還有一個安全問題。機(jī)器人越大越重，越更容易摔倒、碰撞。然而，Aldebaran公司的研發(fā)人員認(rèn)為Romeo的高度也很重要。畢竟，機(jī)器人要能輕松地開門和從桌上拿取物品。

相比較Nao，Romeo主要不同在于其需要體積更大、功率更強(qiáng)的電機(jī)。因此，Aldebaran公司和maxon電機(jī)公司合作開發(fā)出用于機(jī)器人的每個關(guān)節(jié)上的最適合的驅(qū)動電機(jī)。39個maxon生產(chǎn)的直流電動機(jī)現(xiàn)用于機(jī)器人上，包括10個RE40和10個RE25電機(jī)。此外，研發(fā)人員還使用了多種尺寸的RE-max系列電機(jī)和5個DCX電機(jī)。獨(dú)特高效的DCX電機(jī)以它們可以在線配置而聞名。在研發(fā)Nao的過程中，Aldebaran公司一直和maxon公司密切合作，所研發(fā)的高質(zhì)量的電機(jī)驅(qū)動保證了穩(wěn)定性。

圖3 maxonRE40電動機(jī) 圖4 maxonRE-max17電動機(jī)

圖5 maxon DCX 10 電動機(jī)

所有使用的電機(jī)有一個共同點(diǎn)：這些有刷電機(jī)配有特殊無鐵心線圈，因而它們的控制狀態(tài)非常好，而且非常適合機(jī)器人中的應(yīng)用程序。機(jī)器人研發(fā)人員Gelin說：“對于我們來說，在功率一定的情況下，電機(jī)越小、越輕越好。它們還必須在低轉(zhuǎn)速下有高轉(zhuǎn)矩來保持較低的齒輪百分比。這種電機(jī)的優(yōu)點(diǎn)就是在不使用傳感器的情況下可以獲得力反饋。在maxon電機(jī)中，電流與轉(zhuǎn)矩成比例。當(dāng)Remeo遇到障礙或者發(fā)生碰撞時，控制器可以通過電流獲得信息。對于安全性來說，這是一個關(guān)鍵因素?！?/p>

迄今為止，已有7個Remeo問世；其中4個將被送到幾個歐洲實(shí)驗(yàn)室。接下來，實(shí)驗(yàn)室工作人員將把工作集中在開發(fā)機(jī)器人的行走能力、導(dǎo)航能力和人機(jī)交流能力上，而且各實(shí)驗(yàn)室將會一直保持聯(lián)系，交流研發(fā)成果。Remeo是一個研究平臺。在他現(xiàn)有的狀態(tài)下，他不可能成為批量生產(chǎn)的機(jī)器人。研發(fā)人員沒有將精力放在機(jī)器人的批量生產(chǎn)上，而是希望通過國際合作完成仿人機(jī)器人領(lǐng)域的重要一關(guān)。今后幾年的研究成果將成為未來機(jī)器人開發(fā)的重要部分。

(殷林蓓 譯)