DARPA机器人挑战赛的“异类”——Walk-man

历时两年多，美国国防部高等研究计划署（DARPA）举办的机器人挑战赛（DRC）将于今年6月5日6日迎来决赛，比赛地点将在加利福尼亚州举行，参加本次DRC决赛的团队有25个，雷锋网有过详细介绍。

很多团队用的是改版Atlas机器人，它是一个双足人形机器人，由美国波士顿动力公司为主开发。当然，也有些团队着手构建了全新的机器人，比如来自意大利理工学院的Walk-man团队。让雷锋网带你深入了解该团队的高度定制机器人。

设计和构建Walk-man过程中，有从其他机器人获得灵感吗？

Walk-man的开发是由欧洲委员会的项目发展过来的，我们的目标是创建一个全新的架构设计，所以它和其他现有机器人都不同，除了运用传统的机器人弹性关节设计方法，Walk-man的硬件是100%全新的，他使用定制设计的大功率马达驱动器，在单个关节处能提供几千瓦的峰值功率，我们对其身体架构设计做了优化，以减少惯性和质量，同时提高机器人的动态性能。利用丰富的感官系统也能使其作出不同反应，在控制方面，Walk-man的驱动器可以在不同位置、转矩以及阻抗率工作。

如何看待Walk-man和Atlas的区别？

这两个机器人的不同之处在于他们的驱动系统，Walk-man是一个电机驱动机器人，而Atlas用的是液压系统。不过在某些方面非常相似，比如身高（1.85m）和肩宽（0.8m），但Walk-man（120kg，含背包）比Atlas轻（约180kg）。就功能而言，Walk-man的关节灵活性非常接近Atlas，脚关节可以产生320N扭矩力，速度可以达到11rad/s至12rad/s，Walk-man的双臂伸展范围广，并且可以产生140N扭矩力。我们希望做出一个比Atlas更高效的机器人，并且能够长时间不充电。

软件能控制机器人做什么？机器人自己能做什么？

软件体系是基于ROS和YARP，机器人的各个软件组件用的是ROS模块，而人机交互界面是基于意大利理工学院开发的YARP中间件。机器人由试验站的工作人员操作，利用机器人的感知系统，可以自动执行一些任务，比如平衡、散步和距离测量。大多数机器人动作由运营商提供的命令驱动，当机器人在遥远的地方执行任务时，其所需的决定和行动由操作员负责。为了构建DRC的比赛场地，我们在实验室建立了特殊训练区，我们也在理工院的停车场练习驾驶任务。

到目前为止最大的挑战是什么？

对于我们来说，最大的挑战是时间，Walk-man项目启动仅15个月后就被引入DRC，我们必须建立一个全新的平台，同时仿真开发我们的软件，Walk-man的设计和制造在创纪录的10月内完成，然后我们需要对硬件和软件进行联调，只有系统稳定了，我们才可以做实验和执行任务。在DRC决赛前，我们只有三个月时间来适应全新的定制组件，这无疑是一个很大的挑战。

你的团队有多少人？

这支队伍有19人，大多是硕士、博士学生和博士后研究人员。机器人软件开发有12人，他们致力于底层固件、软件体系结构、高水平动作生产和感知模块。硬件开发有7人，其中5人致力于系统的机械设计，另外2人负责电子设备的定制。团队主要来自意大利理工学院，其中有13人是全职工作，我们的合作者有来自比萨大学的教授。

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