机器人助手在荒野地区和灾区提供帮助
密歇根大学的一项研究项目旨在装备行走机器人，使其能够适应在危险的地面飞行，从而使它们能够进入对人类来说太危险的区域，如倒塌的建筑物、灾区和其他危险情况。
明天的野火战士和其他第一反应者可能会与机器人助手组成团队，这些机器人助手可以徒步穿越荒野地区和灾区，这要感谢密歇根大学的研究项目由美国国家科学基金会新拨款的100万美元资助
这个为期三年的项目的一个关键目标是让机器人能够实时导航，而不需要预先绘制它们要穿越的地形地图。
该项目旨在将两足(或两足)步行机器人提升到一个新的水平，使它们能够适应在危险的地面飞行，躲避障碍物，或判断给定的区域是否适合步行。这项技术可以使机器人进入对人类来说太危险的地区，包括倒塌的建筑物和其他灾区。这也可能导致假肢更直观的用户。
“我设想机器人可以在北校区的森林中自主行走，找到我们隐藏的物体。这就是机器人在搜救中所需要的，而目前没有机器人能做到这一点。杰西变成灰色他是该项目的首席研究员，也是密歇根大学埃尔默·g·吉尔伯特杰出大学工程教授。
Grizzle是一名行走机器人专家，正在与该项目合作Maani Ghaffari Jadidi他是造船和海洋工程的助理教授，也是机器人感知方面的专家。Grizzle说，这对搭档的互补专业领域将使他们能够从事比过去更广泛的技术领域的工作。
为了实现这一目标，该团队将采用一种称为“全栈机器人”的方法，将一系列新的和现有的技术集成到一个单一的、开源的感知和运动系统中，该系统可以适用于项目本身以外的机器人。这项技术将在数字和迷你猎豹机器人上进行测试。
密歇根大学的迷你猎豹机器人。Courtesy: Robert Coelius, Michigan Engineering
Grizzle说:“全栈机器人意味着我们一次解决问题的每一个层面，并将它们集成在一起。”“到目前为止，很多机器人专家一直在解决非常具体的个人问题。通过这个项目，我们的目标是将已经完成的工作整合到一个有凝聚力的系统中，然后找出它的弱点，并在必要的地方开发新技术来填补空白。”
其中一个特别关注的领域将是地图绘制——该项目旨在找到一种方法，让机器人基于实时感觉输入开发丰富的、多维的地图，以便它们能够确定覆盖给定区域的最佳方式。
“当我们人类去徒步旅行时，我们很容易识别出太困难或太危险的区域，并远离它们，”Ghaffari说。“我们希望机器人能够做一些类似的事情，利用其感知工具建立一个实时地图，看起来提前了几个步骤，包括步行的衡量。因此，它将知道远离危险地区，并能够规划一条有效利用能源的路线。”
Grizzle预测机器人将能够使用数学来做到这一点，例如，通过计算地面高度变化的标准偏差或地面有多滑。他计划构建更复杂的感知工具，帮助机器人通过分析四肢的动作来收集数据——例如，在结冰的表面打滑或踢到一个包，将生成一个新的数据点。该系统还将帮助机器人导航松散的地面和移动物体，如滚动的树枝。
加法里说，丰富和易于理解的地图对人类来说也同样重要，因为人类可能有一天会在搜索和救援行动或其他应用程序中远程操作这些机器人。
密歇根大学的数字机器人。密歇根工程学院的Joseph Xu提供
“人类和机器人对环境的共同理解是至关重要的，因为人类团队看到的越多，就越能更好地理解机器人团队试图完成的任务，”Ghaffari说。“这可以帮助人类更好地决定需要引入哪些其他资源，或者任务应该如何进行。”
除了开发新技术，该项目还将与密歇根大学教育学院(U-M School of Education)合作，推广到底特律的一所高中，与他们分享项目材料，并培养他们对机器人的兴趣。Grizzle和Ghaffari已经在密歇根大学试行了一门第一年的课程，向学生展示工程师如何利用数学解决问题，比如通过激光雷达点云构建地图，让机器人从收集的地图数据中学习，以及对机器人和其他移动平台的反馈控制。
- Chris Vavra编辑，网页内容经理，控制工程， CFE Media and Technology，cvavra@cfemedia.com．
