【ZiDongHua 之“自動化學(xué)院派”收錄關(guān)鍵詞：浙江大學(xué) 機(jī)器人 無人機(jī) 】
　　

　　浙江大學(xué)湖州研究院破局機(jī)器人“運(yùn)動天花板”，自主研發(fā)變形履帶與兩棲機(jī)器人實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大運(yùn)動能力

　　
　　在酒店，送餐機(jī)器人被一級臺階攔住去路；在小區(qū)，巡邏機(jī)器人因樓梯無法跨樓層巡檢……
　　
　　盡管機(jī)器人已融入日常生活的諸多方面，但運(yùn)動能力的限制依然成為拓展更多應(yīng)用場景的瓶頸。
　　
　　如何讓機(jī)器人像人類一樣跨越物理邊界？一種創(chuàng)新性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與多模態(tài)融合方案給出了答案。
　　
　　“從科研上講，我們是解決了一個機(jī)器人的運(yùn)動能力，就是Mobility，它怎么樣從空間的一個點(diǎn)去運(yùn)動到另一個點(diǎn)？怎么樣能跨越環(huán)境中的障礙、能更好地在這個環(huán)境中建圖，更好地規(guī)劃，以及多機(jī)之間如何更好地協(xié)同。”
 
　　
　　曹燕軍是浙江大學(xué)湖州研究院集群機(jī)器人自主導(dǎo)航研究中心的項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，也是颯遠(yuǎn)科技的創(chuàng)始人。為解決機(jī)器人的運(yùn)動能力問題，他和團(tuán)隊(duì)對大眾常見的產(chǎn)品類型進(jìn)行了全新設(shè)計(jì)與工程改良。變形履帶機(jī)器人就是其中之一。
 
　　
　　“一般履帶機(jī)器人，可能就是一個底盤加了一副履帶。只能說是它能適應(yīng)一些簡單凹凸地形。還有一些履帶機(jī)器人，它可能會加一個擺臂去支撐自己跨越一些臺階。但是這兩種機(jī)器人它們都很難做到一個上下樓的情況，因?yàn)闄C(jī)器人在上樓的時候，它的重心偏置的量太大了，導(dǎo)致前面的小擺臂的負(fù)載太大而無法工作。我們是創(chuàng)新地做了一種變形的履帶，這個履帶本身是結(jié)構(gòu)可以變形的，我可以放到前頭以及擺到后面，可以很大地提高對地形的適應(yīng)能力，讓重心始終在安全工作空間之內(nèi)。像我們那個履帶機(jī)器人可以安全地跨過這么高的這個茶幾，跨個二三十厘米的臺階是輕輕松松的，在這過程中我們又始終保持了重心的穩(wěn)定性。”
　　
　　從實(shí)際應(yīng)用上看，這款履帶機(jī)器人實(shí)現(xiàn)了在較大載重情況下自如地上下樓梯；而從技術(shù)突破的角度看，以平行四邊形結(jié)構(gòu)解決履帶張緊力控制難題，避免變形導(dǎo)致的履帶脫落，這是研究團(tuán)隊(duì)最大的收獲。曹燕軍說，這項(xiàng)成果已經(jīng)被機(jī)器人領(lǐng)域的頂級會議ICRA錄用，并實(shí)現(xiàn)了小規(guī)模量產(chǎn)應(yīng)用。
　　
　　曹燕軍團(tuán)隊(duì)還開發(fā)了一款全新的空地兩棲機(jī)器人，它解決了機(jī)器人實(shí)際運(yùn)用的另一大難題，續(xù)航能力。
　　
　　“我們的空地兩棲的無人機(jī)，從結(jié)構(gòu)上看其實(shí)蠻簡單的，就是一個四旋翼飛機(jī)，兩邊加了兩個輪子。但是加完這兩個輪子以后，機(jī)器人的續(xù)航能力得到了很大的提高。像傳統(tǒng)的飛機(jī)可能只能飛個一二十分鐘，二三十分鐘，我們的飛機(jī)作業(yè)的時間可以輕輕松松地到一個多小時。其實(shí)空地兩棲的這個機(jī)器人，在學(xué)術(shù)界其實(shí)一直都是很令人向往的，已經(jīng)有很多年的歷史，我們是第一個把這個東西去做成產(chǎn)品，真正去解決實(shí)際問題的這么一個企業(yè)。在這過程中，我們也不斷地在做更新的研發(fā)，比如說我們解決飛機(jī)如何在地上跟空中更絲滑地切換，讓我做任務(wù)的時候更順滑。第二個我們還會去考慮，飛機(jī)怎么樣讓它在地上能做到一個更好的效率，更節(jié)能、使用更小的功率，然后更大的提高它的能效。”
　　
　　簡單說，這是一種空地協(xié)同的能源策略，用變形結(jié)構(gòu)兼顧負(fù)載與越障，用空地互補(bǔ)解決能耗與靈活性。談及這種類似變形金剛的設(shè)計(jì)理念，曹燕軍頗為自豪，他認(rèn)為這讓機(jī)器人有效跨越了更多的物理邊界，也催生了更為豐富的應(yīng)用場景。“機(jī)器人本身發(fā)展也發(fā)展估計(jì)很久了，尤其是工業(yè)機(jī)器，像工廠環(huán)境下這類的機(jī)械臂，可能已經(jīng)發(fā)展到市場增量很少的一種狀態(tài)了。所以現(xiàn)在我們的研究相當(dāng)于是在不規(guī)則、不可控環(huán)境下的機(jī)器人的應(yīng)用。從科研角度，我們還是要不斷地推進(jìn)研究，去創(chuàng)造更多的別人完全沒有實(shí)現(xiàn)，甚至也沒有去考慮的一些場景的事情。我們的目標(biāo)就是把一些比較前沿的，對社會有用的一些的科技研發(fā)，轉(zhuǎn)化成真正有生產(chǎn)力，能幫助社會實(shí)踐更多價值的東西。”