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halcyon编译

美国国防部刚刚为微型机器人策划了一场“迷你奥运会”

地震等自然灾害对建筑物、公用事业和基础设施造成广泛破坏,并威胁人类安全。能够顺利穿越瓦砾,迅速进入高度不稳定的区域,对于挽救生命或检测残骸中的危险非常重要。

类人机器人在某些特定的情况下特别有用,但有时候可能会被大材小用。比如,在实行搜救之前,为了先探索环境搜集数据,使用更小、更便宜、更专业的机器人会更有效率。

包括波士顿动力的网红机器人Atlas在内的类人机器人,主要目的都是进行搜救等具体操作👆

让救援人员与机器人合作评估高风险情景和环境,有助于提高成功搜索和恢复工作的效率,最大限度地减少对搜救人员的威胁。

近日,美国国防部高级研究计划局(DARPA)宣布了一个名为SHRIMP的新项目:短程独立的微型机器人平台(    SHort-Range Independent Microrobotic Platforms,SHRIMP)。目标是“开发和演示用于自然和关键灾难场景的多功能微毫型机器人平台”。

为了使机器人既小巧又实用,SHRIMP将支持对最困难的部件进行基础研究,包括驱动器、移动系统和电源存储。

以下是来自DARPA的项目公告:

想象一个自然灾害的场景,例如地震,地震会对建筑物和结构设施、重要的公用设施和基础设施造成广泛的破坏,并威胁到人类的安全。能够在废墟中穿行并进入高度不稳定的地区,对于拯救生命或发现残骸中存在的其他危险是非常宝贵的。与机器人合作,评估高风险场景和环境,可以帮助增加成功搜索和恢复工作或其他关键任务的可能性,与此同时最小化对人类团队的威胁。

微电子机械系统(MEMS)、附加制造、压电驱动器和低功耗传感器的技术进步,使研究人员能够扩展到微毫米机器人领域。然而,由于技术萎缩所带来的技术障碍,这些平台缺乏熟练完成复杂任务的能力、导航和控制能力。

“无论是在自然灾害情况下,搜索和救援任务,危险环境,还是其他重要的救援情况,机器人都有可能提供急需的助手和支持,”微系统公司DARPA项目经理Ronald Polcawich博士说。技术办公室(MTO)。“但是,对于大型机器人平台而言,有许多环境无法访问。较小的机器人系统可以提供重要的帮助,但缩小这些平台需要显着推进底层技术。”

SHRIMP是美国国防部高级研究计划局(DARPA)为灾难恢复和高危环境开发的昆虫级机器人新项目👆

SHRIMP计划旨在推动多功能mm-to-cm规模机器人平台的开发。这项工作的关键是微致动器材料和节能电力系统的基础研究,用于受SWaP约束的微机器人系统。这些进步可以实现包括搜索和救援,救灾,危险环境检查,空气动力学平台的飞行控制,可操纵光学和假肢的应用。

“SWaP”一词的意思是“大小(size)、重量(weight)和功率(power)”,这个词总结了微型机器人开发所受到的一些限制。

最大的限制可能是功率问题,小型机器人不能在一两分钟内就耗尽能量,也不能依赖于外来能源,比如激光或磁铁。还需要考虑控制,真正的小微机器人几乎总会依赖板外处理器。

这些东西本质上限制了微型机器人在现实世界中的用处,这也是为什么DARPA希望直接用SHRIMP来解决这个问题。

有趣的是,SHRIMP项目希望用一次“奥运会”,检测这些小型机器人的性能:比如执行与可操作性、灵活性和操控性相关的“任务”。DARPA将把竞争分为两部分:一部分用于驱动器和电源,另一部分用于完整的机器人

下面是驱动器和电源竞赛的项目;DARPA预计,该团队将开发重量不到1克的系统,并将其安装在一立方厘米的范围内。

跳高:机器人驱动器-动力系统必须从静止的起始位置垂直地推动自身,以垂直方向的距离和生存性作为判断标准。预期结果:> 5厘米。

跳远:微型机器人电源驱动系统必须从静止的起始位置水平推进,距离仅以水平方向和生存能力为判断标准。预期结果:> 5厘米

举重:微型机器人电源驱动系统必须举起一个质量逐渐增大的物块,直到驱动系统再也无法举起重量。预期结果:> 10 g。

推铅球:微型机器人电源驱动系统必须水平地推进物块,以水平方向测量的距离作为判断标准。必须尝试1克和5克的质量。预期结果:>10cm @ 1g, >5cm @ 2g。

拔河:微型机器人电源驱动系统将连接到一个测压元件,以测量驱动器机构的阻挡力。预期结果:> 25 mN。

与整个机器人竞争的团队将有一组单独的事件,DARPA正在寻找在一个非常小、不到一立方厘米的体积和重量不到1克的小方块中实现很多的能力,DARPA希望看到“微电源,电源转换器,驱动机制和机械传动和结构元素,计算控制,传感器的稳定性和控制,以及任何必要的传感器和执行机构,以提高平台的可操作性和灵活性。

机器人应该能够移动3分钟,运输成本低于50美元。”团队被允许为不同的事件开发不同的机器人,但是DARPA希望获胜的设计能够在至少四个事件中获胜。

堆石:每一次尝试,微型机器人必须在至少两层中移动,举起和堆叠重量(从0.5到2.0克不等),不需要人工交互。期望结果:2g, 2层。

障碍赛跑:比赛的队伍将被给予相对于起始地点的精确的地点和障碍类型(例如障碍,间隙,台阶等)。对于每一次尝试,微型机器人必须在没有人类交互的情况下完成,也无需在每个障碍之间重新充电。以清除障碍物的数量和总距离作为评判标准。预期结果:2个障碍,5米。

冬季两项:参赛队伍可以选择三种信标类型(温度、光线或声音),也可以选择使用所有的三种信标。对于每一次尝试,微型机器人必须穿越一系列信标路径点,而无需人工交互或重新充电。预期结果:2个信标,5m。

垂直提升:微型机器人将遍历两个表面,一个浅的坡度(10º),另用一把极度倾斜的坡度(80º)。所走过的垂直距离将作为评判标准。预期结果:10米 10°,1米 80°。

DARPA拥有3200万美元的资金,可以用于多个SHRIMP项目。论文摘要将于8月10日截止提交,提案将于9月26日截止提交,竞赛最早可能在明年3月举行。

提案提交地址:

https://www.darpa.mil/news-events/2018-07-17

大数据文摘
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机器人技术技术

机器人学(Robotics)研究的是「机器人的设计、制造、运作和应用,以及控制它们的计算机系统、传感反馈和信息处理」 [25] 。 机器人可以分成两大类:固定机器人和移动机器人。固定机器人通常被用于工业生产(比如用于装配线)。常见的移动机器人应用有货运机器人、空中机器人和自动载具。机器人需要不同部件和系统的协作才能实现最优的作业。其中在硬件上包含传感器、反应器和控制器;另外还有能够实现感知能力的软件,比如定位、地图测绘和目标识别。之前章节中提及的技术都可以在机器人上得到应用和集成,这也是人工智能领域最早的终极目标之一。

类人机器人技术

类人机器人是一种具有与人类相似外形的机器人。类人机器人的主要特性包括:1. 可以在人类日常环境中工作 2. 可以使用人类日常使用的工具 3. 具有与人类相似的外形 目前类人机器人的设计主要来满足功能方面和实验方面的需求。针对功能性设计的类人机器人需要协助人类完成一些高危险,高难度的任务以及辅助病人,幼儿及老年人的日常生活和娱乐等。类人的设计使其可以很好的在人类日常环境中行走以及使用人类日常工具。同时,其类人的交互模式使其可以更好的完成辅助人类以及交互娱乐的功能; 而针对实验需求的类人机器人可以帮助人类更好的探究人类自身的认知,智力,心理等多方面特点。 通常来讲,类人机器人完整的模仿人类的外形,具有躯干,头部和四肢。也存在针对部分特定人体进行仿真的类人机器人,例如只模仿腰部以上的PR2机器人,只模仿腿部的机器人,以及只涉及眼睛和嘴来模仿人类面部表情的机器人(例如Kismet机器人)。此外,仿制人在普通类人机器人的基础上进一步从美学角度上对人类的皮肤,毛发,神态等模仿,从而达到了以假乱真的效果。

堆叠技术

堆叠泛化是一种用于最小化一个或多个泛化器的泛化误差率的方法。它通过推导泛化器相对于所提供的学习集的偏差来发挥其作用。这个推导的过程包括:在第二层中将第一层的原始泛化器对部分学习集的猜测进行泛化,以及尝试对学习集的剩余部分进行猜测,并且输出正确的结果。当与多个泛化器一起使用时,堆叠泛化可以被看作是一个交叉验证的复杂版本,利用比交叉验证更为复杂的策略来组合各个泛化器。当与单个泛化器一起使用时,堆叠泛化是一种用于估计(然后纠正)泛化器的错误的方法,该泛化器已经在特定学习集上进行了训练并被询问了特定问题。

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