1引言

這臺機器人看起來就像一只巨大的竹節(jié)蟲。事實上，Hector（HExapodCognitiveauTonomouslyOperatingRobot，即自主認知六腳操控機器人）的設(shè)計靈感正是來源于竹節(jié)蟲這種昆蟲，它具備極有彈性的關(guān)節(jié)和超輕的外骨骼。這臺六腿機驅(qū)動器確保它能夠靈活地運動。

2介紹

Hector小心翼翼地越過重重障礙，動作是如此優(yōu)雅，幾乎沒有任何其它機器人比得上。由AxelSchneider教授領(lǐng)導(dǎo)的比勒費爾德大學(xué)“仿生機電一體化”研究小組根據(jù)竹節(jié)蟲的運動特性研發(fā)了這一款六腿運動機器人。該機器人按原昆蟲的20倍尺寸設(shè)計，最終長度大約為90cm，看起來真的很像一只巨大的竹節(jié)蟲。這項研究的目的是為了更好地了解這種昆蟲的運動特性，并將它的基本協(xié)調(diào)機制應(yīng)用到技術(shù)系統(tǒng)中。此外，該研究小組還致力于進一步拓寬對彈性驅(qū)動機器人系統(tǒng)控制基本設(shè)計理念的研究。這款機器人的超輕外骨骼采用碳纖維增強塑料（CFRP）制成。其腿部的所有驅(qū)動部件及連接元件均為鋁合金材質(zhì)，且全部由比勒費爾德大學(xué)自行設(shè)計制造。這臺機器人重12公斤，其獨特之處在于它裝備有多臺傳感器，并依據(jù)一種生物分散控制機制運作。借助自行設(shè)計的驅(qū)動器和接觸傳感器，它可以在運行過程中根據(jù)地面情況靈活地進行調(diào)整。目前，Hector可以在輕微起伏的路面上行走，并能順利跨越比如臺階等較小的障礙。

3每條腿配備三臺麥柯升電機

運動機器人的每條腿有三個關(guān)節(jié)，因此必須同時控制18個關(guān)節(jié)的運動。為達到這一目的，它的每條腿上都安裝有三臺麥柯升EC45盤式電機。電機的驅(qū)動功率為50W，是一種不帶側(cè)接線板的特殊規(guī)格。18個腿關(guān)節(jié)通過受生物運動原理啟發(fā)的控制演算法進行控制。為此，驅(qū)動器中嵌入了配備相應(yīng)控制裝置的驅(qū)動電子裝置。此外，自主研發(fā)的彈性體連接器也直接內(nèi)置于驅(qū)動器中，從而使驅(qū)動器更有彈性。對于研究小組來說，所使用的電機必須具有體積小、扭矩高、重量輕的特點。“另外，電機長度還必須盡可能短，因為除其它因素外，整個驅(qū)動器的長度也會限制機器人腿部的運動空間。因此我們選用了功率50W的EC45flat電機”，研究小組科研人員、Hector的設(shè)計者和制造者JanPaskarbeit解釋說。

4簡單的智力行為

盡管Hector在智力上遠不如昆蟲，但它卻能夠處理復(fù)雜的傳感器數(shù)據(jù)，以協(xié)調(diào)腿部的運動。它可以獨立行走并對障礙物作出反應(yīng)。“不可否認，昆蟲具有一定的簡單的智力。在此意義上，我們也可以說Hector具有一種簡單的智力。智力行為的一個重要特性便是能夠進行短期的預(yù)先規(guī)劃。目前，我們正在對一種‘更高級’的機器人控制系統(tǒng)進行系統(tǒng)測試，它將賦予機器人簡單的預(yù)先規(guī)劃能力，使之在此意義上變得更為智慧”，Paskarbeit說。到2017年，這種運動機器人將通過比勒費爾德大學(xué)認知互動科技中心的專項合作項目獲得更多其它的功能。