仿生隨動機器人

東城區(qū)青少年科技館

隨著機器人的發(fā)展，人形機器在技術(shù)上已經(jīng)逐步被人們所攻克。但是，因為人形機器人的關(guān)節(jié)比較多，控制之間相對關(guān)系需要反復(fù)測量，以及重心的掌握等。所以現(xiàn)在人形機器人主要依靠語句編程，給廣大愛好者增加了難度。為了讓人能直接操作控制機器人行動，本項目將目前的先進的動態(tài)傳感器技術(shù)和人形機器人運動軌跡進行優(yōu)化和結(jié)合，把人體的形體語言和人形機器人的運動進行實時交互，達到人機交互的真正無障礙。

在人們的日常傳遞信息過程中，肢體語言占據(jù)80%以上的信息，它因為直接、易懂、自然、不需要專門學(xué)習(xí)而成為所有人第一掌握和使用方式。本項目結(jié)合現(xiàn)有的各類傳感器技術(shù)和機器人運動規(guī)律，建立機器人運動數(shù)學(xué)模型，并將人們的肢體語言直接采集轉(zhuǎn)換為機器人的動作，解除了人與機器人直接的溝通壁壘。讓普通人采用自己最熟悉的肢體語言就能直接控制機器人，完成相應(yīng)任務(wù)。

仿生隨動機器人采用現(xiàn)在雙足機器人領(lǐng)域中成熟i32型雙足17舵機人形機器人為一個機器人平臺，在前期的安裝及調(diào)控過程中采用將機器人的舵機控制利用c語言單獨編寫優(yōu)化，將機器人的動作與人的動作信息進行直接無障礙即時通訊，人的任何肢體語言將直接轉(zhuǎn)換成機器人的預(yù)判動作語言。之后，由機器人即時來模仿人的動作執(zhí)行人的指令。形成真正意義上的人機互動。

仿生隨動機器人的隨動控制系統(tǒng)由人體端和機器人端兩部分組成。人體端的硬件平臺采用了RoSys控制器組成的17舵機類人機器人（圖1）、三軸加速度模塊（圖2），下位機無線模塊組成（圖3），軟件由RoSys智能教育平臺進行編寫（圖4）。機器人端的硬件平臺為bioloid機器人和下位機無線模塊構(gòu)成（圖5）。軟件在iccavr開發(fā)平臺上編寫。

在這里運用三軸加速度模塊，是因為三軸加速度模塊可以感知三個方向的重力，利用這一原理，讓機器人知道人的動作狀態(tài)，從而讓機器人也跟隨著人體運動。

程序編譯中對應(yīng)各關(guān)節(jié)自由度設(shè)定以及各電機對應(yīng)加速度模塊的方向軸如下表所示：

仿生隨動機器人可以進行上臂下垂、上臂前伸、上臂側(cè)打開、上臂上舉、兩臂一上一下、半蹲、下蹲這些動作。在實際操作過程中仿生隨動機器人的雙臂已經(jīng)能夠擷取人們的全部動作進行相應(yīng)動作的反應(yīng)。腿部也能進行簡單的下蹲行走來方便機器人運動。仿生隨動機器人的通信波特率為9600bps，經(jīng)過程序優(yōu)化和動作調(diào)整，在每次運行時都進行舵機的原始復(fù)位。