顶级|内地高校凭磁性球体机器人首获机器人顶级会议最佳论文奖( 二 )


磁性会随着距离而衰减,因此要尽可能靠近球壳内壁,但是如果太近,也会出现问题。“太近的话,由于磁铁的吸力很大,就直接把小车吸在了球壳上,并且会导致小车形变,就没有办法让小车在球壳内自由运动。”梁冠琪回忆他在实验中得到的经验。获奖论文所展示的是第一代的版本,梁冠琪介绍,他们目前正在研究结构设计上的细节优化。
林天麟团队 此次三篇文章入选IROS
林天麟所指导的三篇关于多机器人系统的论文同时入选IROS,展现了团队在这一方向上的探索。林天麟教授是IEEE高级会员,师从中国工程院院士徐扬生教授。他在机器人和自动化系统的研发方面拥有丰富的成果,大部分论文均发表于机器人和自动化领域的顶级国际期刊及国际会议,如T-RO,JFR,T-MECH,ICRA和IROS等。除了模块化机器人系统,软体机器人、多机器人系统、人机协作都是团队的研究方向。
他也是深圳市人工智能与机器人研究院(AIRS)的成员。这个研究院依托于香港中文大学(深圳),是深圳市政府设立的十大基础研究机构之一。
此次入选IROS的另外两篇论文,分别研究了系统中单个机器人的相对定位,以及作为整个系统的机器人快速重构算法。系统中单个机器人的相对定位是指,系统中任意一部机器人实时确定出其他机器人相对于自身的位置和方位。这是一个由多个机器人组成的系统正常工作的前提。
整个系统的快速重构算法则是帮助一个机器人系统识别环境并且改变整体构型。比如多个FreeBOT组成的机器人系统,需要够根据路面情况的不同,连续调整队列,持续前进。
针对这个问题,一篇论文进行了算法设计。在仿真实验中,一个FreeBOT系统能够快速适应复杂的表面,通过“变换队形”上台阶,翻越障碍物。
用MSRR进行非结构化环境探索
《超能陆战队》中,小宏设计的微磁机器人系统能够组成一只巨大的手掌,并做出招手的姿势。这样一个动作看起来简单,在设计上却非常困难。“这要求最下面的模块,能够提供这样一个自由度,这里面就有物理学上的瓶颈。”梁冠琪介绍。
这是长远的目标。不过短期内,科学家们希望MSRR能够帮助人类进行非结构的环境探索,尤其是地震、火灾等环境中完成探索、越障、抓取等任务。如在灾后的废墟现场。现在也有一些探勘环境的机器人,比如蛇形机器人可以探索一些狭窄的缝隙,不过遇到断桥或者高楼这样的结构,运动依旧会受限,而一个MSRR机器人就能够更灵活地适应各种地形。
假设灾后现场有一个很小的隧道,而生还者在隧道的另一头,这时候机械臂的功能无法施展开,MSRR就可以用小模块的方式通过隧道,到另一端再重新构型,并且实现机械臂的功能。
要实现这样的功能,就需要比较大规模的系统。梁冠琪介绍,梁冠琪介绍,目前FreeBOT只是验证了一种能实现迅速并任意连接的机构设计。
而未来,团队希望能够在机器人上部署传感器及控制器,使其成为分布式的自主系统。此外,当更多的FreeBOT构成一个系统的时候,就需要定位和运动规划的算法指导其移动。更大的系统也对传感器部署、增强FreeBOT的机械性能、更长时间的续航提出了更高的要求。
FreeBOT是梁冠琪科研道路上的第一个作品,在导师手把手的指导下,他开始慢慢领悟如何去设计机器人。他会去留意身边各种会动的东西,观察他们是为什么能动,比如商场里常见的鼓风机充气玩偶,会受到气流的影响一直摇摆,也有设计成机器人的潜力。“新颖机器人的设计,无非是通过一些新颖的结构和方法为机器人提供自由度。而这些自由度是怎么来的,大自然和日常生活往往会告诉我们一些有趣的答案。”