解读波士顿动力机器人后空翻背后的黑科技.doc

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1、解读波士顿动力机器人后空翻背后的黑科技　　波士顿动力公司出品的机器人常常会让你觉得不可思议，据报道，波士顿动力推出了一款叫做Atlas的机器人很流畅的完成了一系列高难度“体操动作”，看完之后，小编整个人都觉得震惊了，这种一般人都不一定做得来，一个机器人居然做的如此轻松。　　2017年11月16日，一段Atlas跳跃、旋转、后空翻的视频几乎惊艳了整个机器人圈，各大媒体纷纷做了报道。　　BD的这段视频可以说是冰冻三尺非一日之寒，不信的话，你去看看这段视频：letrobotinMIT麻省理工学院腿实验室

2、的早期作品单足双足四足跳跃机器人，更多研究成果和视频可以看：MITLegLaboratory。这个是三十年前的故事，若想了解如今的BD，看看这个网站：BostonDynamicsischangingyourideaofwhatrobotscando.

3、BostonDynamics。　　近几年BD的产品还是很多的，包括Handle、SpotMini、Atlas、Spot、LS3、WildCat、BigDog、SandFlea和RHex，详情见BostonDynamics

4、BostonDynamics

5、。知乎中也有大神讲解了波士顿动力是一家什么性质的公司？。　　BD是MarcRaibert（MarcRaibert-Wikipedia）离开MITLegLab之后创立的公司，MarcRaibert于1980年在CMU创建了LegLab，1986年离开CMU，去了MIT，直到1995年。1992年，他创建了BostonDynamic，asimulaTIonandroboTIcscompany。在创建公司之后，他们服务过包括美国国防高级研究计划局（DARPA）在内的很多军方机构，甚至获得了国防部几千万美

6、金的投资。此时，BD与GillPratt有分不开的联系，GillPratt是MarcRaibert的学生。而GillPratt是前DARPA机器人挑战赛的负责人，因此BD一直得到DARPA的投资也是情理之中。BD于2013年被谷歌收购，但是2016年传出丰田要接手谷歌旗下的BD的消息（丰田接手谷歌旗下波士顿动力６大原因-百家号），这个时候GillPratt离开了DARPA，是丰田研究院（TOYOTAResearchInsTItuTIon，TSI）的负责人。后来消息不了了之。2017年，BD被软银（

7、SoftBank）收购。　　书归正传，在大概了解的BD后，下面回顾下Atlas的经典动作-后空翻。　　1　　在介绍Atlas后空翻的技术之前，先来介绍些预备知识。　　1.Atlas属于Limbedsystem（SpringHandbookofRobotics的P419-441）的一种类型，贴几张图片吧。　　　　　　2.进一步细化，Atlas属于LeggedRobots（SpringHandbookofRobotics的P1203-1263）。　　Altas的难点并不是后空翻这个动作，难点是在后空翻

8、前的运动规划和接触地面后的控制（例如如何保持平衡，如何控制接触力等）。（Oneofthemajordifficultiesinmakingaleggedrobotwalkorruniskeepingitsbalance：whereshouldtherobotplaceitsfeet，howshoulditmoveitsbodyinordertomovesafelyinagivendirection，evenincaseofstrongperturbations？Thisdifficultycome

9、sfromthefactthatcontactforceswiththeenvironmentareanabsolutenecessitytogenerateandcontrollocomotion，buttheyarelimitedbythemechanicallawsofunilateralcontact）。　　1）TheDynamicofLeggedLocomotion　　Atlas最为关键的是动力学建模，一般根据Lagrangian和NewtonandEuler建立模型，来一段贴图：　　　

10、　上面的这段话可以解释后空翻实际并不难，下面来解释：　　在FlightPhases，Atlas并没有与环境接触，因此没有任何的接触力f_i，此时牛顿方程简化为：　　在空中的过程实际是个抛物线运动，因此没有办法在空中改变Atlas的运动。上式中的欧拉公式可以简化为：　　在这种情况下，Atlas既可以控制关节的运动，也可以控制整体的旋转，前提是在落地之前。　　综上所述，在空中运动过程中，Atlas无法改变运动，但是可以改变姿态，也就是后空翻或是前空翻等复杂动作，只要在落地之前完成动作即