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1. 功能说明 本文示例将实现8自由度并联腿机器狗保持姿态平衡的功能，当机器狗在一个平台上原地站立，平台发生倾斜时，机器狗能够自动调整姿态，保证背部水平。 2. 机器狗的稳定性分析 稳定性是机器狗运动中很重要的一部分，对于足式机器人的稳定性判定，研究人员提出了很多不同的方法，如ZMP（零力矩点）、FASM（力角稳定裕度）、ESM（能量稳定裕度）等。 机器狗运动时，惯性力、腿部与地面的接触力是其主要扰动来源。机器狗的着地腿会受到地面对其的支持力和摩擦力，而其它外力可等效为机器狗重心处的惯性力，受力分析如下图所示： 机器狗的受力分析示意图 （F1、F2、F3是地面对机器狗的支持力；表示等效惯性力和等效重力的合力） 在四足机器人中，由于运动步态中支撑脚通常只有两条或更少，无法在地面上寻找到有效的支撑多边形，因此四足机器人只好将机器人的质心偏离初始位置的距离作为稳定性的参考量。一般来说，竖直方向的偏置距离对稳定性的影响不大。 3. 电子硬件 本实验中采用了以下硬件： 电路连接说明： ① 将8个舵机连接在SH-SR扩展板上，舵机连接顺序为：1、2、3、4、5、6、7、8； ② 将六轴陀螺仪传感器连接在Bigfish扩展板的A0端口。 4. 功能实现 上位机： Controller 1.0 下位机编程环境： Arduino 1.8.19 实现思路： 当机器狗在一个平台上原地站立，平台发生倾斜时，机器狗能够自动调整姿态，保证背部水平。 4.1 调试舵机角度 对于机器狗利用Controller软件进行调试舵机角度，可参考文章 8自由度并联腿机器狗-行走 【 https://www.robotway.com/h-col-228.html 】 4.2 示例程序 下面提供一个8自由度并联腿机器狗保持姿态平衡的参考例程（Dog_Balance.ino），具体实验效果可参考演示视频。 /*------------------------------------------------------------------------------------ 版权说明：Copyright 2023 Robottime(Beijing) Technology Co., Ltd. All Rights Reserved. Distributed under MIT license.See file LICENSE for detail or copy at https://opensource.org/licenses/MIT by 机器谱 2023-05-18 https://www.robotway.com/ ------------------------------*/ #include "leg.h" #include "gait.h" #include "sensor.h" enum{DOGBALANCE=1,DOGWALK,DogObstacleAvoidanceWalk}; float Eular ; /* 欧拉角 */ void setup() { // put your setup code here, to run once: Serial.begin(115200); Serial.begin(115200); sensorSetup(); delay(3000); } void loop() { // put your main code here, to run repeatedly: Dog_Balance(); //狗保持平衡 } void Dog_Balance() { static long t_control = millis(); float f = readFront(); float b = readBack(); readPose(); 40) { if (f && !b) { leg0.back(); leg1.back(); leg2.back(); leg3.back(); } else if (b && !f) { leg0.front(); leg1.front(); leg2.front(); leg3.front(); } 3) { leg0.down(); leg1.down(); leg2.up(); leg3.up(); } if (Eular < -3) { leg0.up(); leg1.up(); leg2.down(); leg3.down(); } if (Eular -176) { leg0.up(); leg1.down(); leg2.up(); leg3.down(); } 0 && Eular < 176) { leg0.down(); leg1.up(); leg2.down(); leg3.up(); } leg0.updatePos(); leg1.updatePos(); leg2.updatePos(); leg3.updatePos(); // SerialUSB.println(); t_control = millis(); } } 程序源代码资料详见：8自由度并联腿机器狗-姿态平衡https://www.robotway.com/h-col-228.html

都说2016年将是VR设备的天下，而最近波士顿动力学工程公司BostonDynamics发布的一则人形机器人测试视频把人们的视野重新拉回到了机器人和人工智能两大热点话题中。今天我们就一起来看看，世界上现在有哪些能让人赞叹的机器人。 踹不倒的人形机器人Atlas175cm/82kg/美国/2016年 首先我们要说的是上文中提到的Atlas人形机器人。从视频中来看，这款。。。呃，不对，是这位人形机器人的平衡能力已经相当出色，直立状态下行走没有任何问题，无论上坡下坡还是其它更复杂的地形都能够从容应对。在作业能力方面，机器人还能够轻松拿起约为4.5千克的物体放置到货架上。 在视频中，负责测试的歪果仁不止一次地推搡机器人，第一次从正面下手时机器人很快就恢复了自己的平衡；第二次测试人员加大了力度从背后将机器人推倒，机器人尝试保持平衡继续站立，但并没有实现。注意此时的倒下方式（2分06秒），机器人并没有直直地趴在地上，而是先将手肘和膝盖弯曲，触地时膝盖承受了最大的力，接着是头部和拳头。这与人类的行为几乎完全一致。 步履轻快机器狗Spot73kg/美国/2015年的 接着这只同学依然是来自BostonDynamics的产品，只不过它采用了四足设计。 一年前，Spot机器人的视频被公开。视频中的机器人步幅很小，每一次落脚都在调整着整体的平衡，行进速度也能够令人接受。但是重点在于，大狗机器人的平衡性非常出色，测试人员在它的体侧踢踹都不能将它踢倒。 这个机器人专为美军研发（1分54秒出现的机器狗为服役型号），不过在进行测试之后，美国军方由于他的噪音太大而将其退役，毕竟好像开了柴油机一样的声音太容易暴露目标了。 灵活的纯白色机器人ASIMO130cm/50kg/日本/2014年 相比美国人的粗犷设计，来自本田的ASIMO人形机器人细腻得多。 首先在外观上，ASIMO全身穿着纯白色的外衣，比较不容易隐藏的头部则使用了类似摩托车头盔的黑色面罩，它的身高和体型也小巧了许多，比波士顿的Atlas漂亮多了。本田方面并没有公布它被暴力测试的视频或图片，但在没有外力干扰的情况下，它的平衡性相当出色，能够自由躲避会动的障碍物。 ASIMO的仿生设计并不仅仅是直立行走，本田还给了它一双灵活的双手，机器人甚至可以用双手拧开杯盖，将杯中的液体倒入另外的容器当中。注意倒水的细节，ASIMO并不是直接将水杯倒置，而是先小幅度倾斜，再增加倾斜角度，与此同时，另外一只手也会配合着接水。 具有人类情感的机器人Pepper121cm/28kg/日本/2015年 Pepper同样是来自日本的机器人产品，与上述所有产品的不同之处在于，Pepper并没有在仿生的道路上进行过多的探讨，但却是最像人类的一款产品（五官俱全），它采用轮胎的转动达到移动效果，放弃了类足设计。 Pepper主打的功能是其具有人类情感，被称为“全球首台具有人类情感的机器人”，Pepper能够通过表情、语音等元素判读使用者的情绪，用自己的表情、动作和语音与人类交流，极大地满足了消费者的社交体验。它的功能着重与交谈，你可以把它想象成类Siri的真人强化版。 具有美丽面庞的机器人Erica日本/2015年 同样是来自日本的产品，Erica由日本大阪大学、京都大学和国际先进电器研究所合作开发。Erica目前还没有行走能力，研发团队的重点在于完善她的外貌形象和人工智能头脑。 Erica被誉为最美丽与最智能的机器人，事实也确实如此，她有着人类一般的皮肤和容貌，不仔细看你可能根本不知道这是一台机器人，它能够通过眼睛、嘴唇和脖子等19处部位的气压活动，能够惟妙惟肖地表现各种人类表情；在AI控制方面，Erica和Pepper有几分相似，不过这个有着人类面庞的机器人更能让真实的人类“入戏”。 配有机关qiang的重型机器人Kuratas4m/4t/日本/2015年 日本的Kuratas机器人由水道桥重工制造，与上文中所有的日本产机器人相同，它的外观要比下文中要提到的美国大家伙秀气不少。 不过它的战斗力同样强悍，其装配着一个未来派武器系统，其中包括能够一分钟内|射击6000发BB弹的加特林机qiang，而启动机qiang仅需要操控者一个微笑。Kuratas机器人可通过单人驾驶舱内操控者进行控制，也可以由机器人外部使用连接3G网络的一部智能手机操控。 重型武装机器人MegabotII4.57m/6.8t/美国/2015年 美国的MegabotII是美国机器人公司Megabots研发的一台战斗机器人，靠履带移动，配备了两把巨大的模块化空气大炮作为武器，可以以120英里/小时的速度发射出3磅重的喷漆炮弹。需要一名驾驶员和一名炮手共同驾驶。 看过《变形金刚》没？看过《环太平洋》没？有没有想过现实中的巨型机器人大战是怎样的？ 不久前，日本水稻田重工确认了与美国MegabotII机器人的大决战，日本方面表示要使用最新研发的Kuratas机器人来应对这场战斗。双方将在2016年开战，顺利的话，我们在不久的将来就会知道谁更厉害了。 春晚跳舞机器人Alpha1S39.8cm/深圳/2016年 文章的最后我们再给大家介绍一款能跳舞的机器人。这款机器人的具体型号为Alpha1S，是由深圳优必选科技公司研发的产品。如此小巧的身躯自然只能被当做玩具销售了。（本届春晚是最好看的春晚，春晚上的机器人也是最棒的机器人！） 总结：美日共同引领机器人工业发展 可以看出，目前世界的机器人工业依然是由美国和日本两个科技强国引领着，无论是Atlas还是ASIMO都代表了人类科技的顶级水准。 而只有躯干没有思想的机器人也是不完善的，日本所研发的Pepper和Erica让AI有了更加合适的用武之地，而很多人也开始担忧，一旦AI进驻到强大的机器人身体当中，有了自己的反叛思想，人类是不是会遭受灭顶之灾呢？

20世纪知名科幻作家艾西莫夫（Isaac Asimov）曾写出无数脍炙人口的机器人短篇、长篇小说，其中对于人类与机器人未来「人机共处」的世界，有着栩栩如生的描写，对照如今机器人技术一日千里的进展，也像是一步步印证艾西莫夫的预言。在艾西莫夫创造的机器人种类中，有一种特别重要，那就是现在机器人学者都亟欲开发的「人形机器人」。 人形机器人，顾名思义，就是外表与真人无异的机器人。当然，现在距离要开发出功能、毛发、皮肤、眼神都跟真人一样的机器人还有很大一段距离，但也因为这富有挑战性的门坎，让许多机器人学家都跃跃欲试。 但是，人类真的需要人形机器人吗？英国雪菲尔德大学（Univesity of Sheffield）的雪菲尔德机器人实验室（Sheffield Centre for Robotics）主任兼神经科学教授普雷斯科特（Tony Prescott），他的一系列「仿生机器人」研究使他在国际间人工智慧领域享誉盛名，他不讳言指出，「地球上已经有70亿人口了，我们不需要更多长得像人的机器人！」 不过，他不可否认，人形机器人非常有意思，对于科学家来说极具吸引力，就连他自己也非常有兴趣，「藉由开发人形机器人，我们可以知道更多机器人学上的挑战，并朝向实际的应用面去发展。」 做为一个心理学背景的机器人研究者，普雷斯科特开发的仿生物型机器人，简言之即是模仿生物特点的机器人，如外形、材料、感测种类与分布、驱动器配置、系统控制及人工智慧等。 普雷斯科特现在与五个国家的研究单位合作人形机器人的开发，目标是做出有自我意识的人形机器人。他认为成功的人形机器人首先要理解自己的身体状况，比如说照镜子的时候要认得镜子里的那个人就是他自己，甚至要了解自己的过去，并具备规划未来的能力。 做不出人形机器人？那先来只机器狗吧！ 想当然，要达成上述目标是非常困难的，而且「恐怖谷理论」中也指出，人类对于与人类外表过度相似的物体（例如机器人），在心理上会感到害怕，并认为那个物体是邪恶的，产生排斥感。在电影里出现的机器人，也大多是反乌托邦式、令人害怕的角色，所以人形机器人要能成功进入人类社会，也必须要能让人类克服对这类机器人的恐惧才行。 既然距离完成人形机器人开发还有一段路要走，普雷斯科特也将他的仿生机器人研究移转到动物机器人上。他与Sebastian Conran Associates设计公司创办人康兰（Sebastian Conran），在英国成立新创公司Consequential Robotics，专注于辅助型机器人的商业应用开发，最近他们成功开发出一只机器狗「MiRO」，也算是「实现」了艾西莫夫短篇小说中〈机犬〉（意即机器狗）的预言。 MiRO把狗的脑袋运作状况完全复制到「程序脑」，他看得见、听得见会说话，而且可以在家里自由走动，不论你是什么年龄，他都可以做你的朋友。MiRO对于人的声音是有反应的，一般宠物可以对人类的10项指令响应就算很聪明了，而MiRO可以响应的反应则远超过10个。 MiRO的眼睛有马达，所以他可以灵活地「眨眼」，如果生气了他的躯壳就会变成红色，如果他感到舒服、高兴，例如你轻轻抚摸他的身体时，他就会变成绿色，尾巴也会轻轻摆动。MiRO的功能可不只是娱乐，他眼睛内置摄像机，可以让饲主透过MiRO远端监控家中情况，当家中幼儿、老人发生危险时，MiRO也会将这些情况拍摄下来，并跟外部链接，通报紧急救援系统。 康兰说，「我们要强调的重点是，目前人形机器人只能对少数的声音指令做出反应，他还没有办法讲话讲得好，拿东西也拿不好，这是技术瓶颈，做出来会令人非常失望；但如果我们今天做的是一只宠物的话，就会令人期待，就像是变魔术一样神奇。」 MiRO目前还在原型阶段，预计2016年开始提供给各大专院校实验室购买，鼓励他们在MiRO上开发各种有趣的应用，顺利的话可望于2017年9月进入一般消费市场，定价约700美元。 机器宠物只是仿生机器人的一小步，终极目标仍是人形机器人。康兰也提醒，人工智慧如果使用不当的话，就会跟核子武器一样危险，「我非常确定，在未来的50年，我们就会有那样跟真人一样的人形机器人。」 你呢？准备好让机器人进到你我的生活了吗？