张倩、杜伟报道

对标波士顿动力,ANYmal新型机器人亮相:防水还会自己找电源

今年 1 月份,瑞士公司 ANYbotics 放出来一款灵活的四足机器人——ANYmal,它可以对抗各种恶劣的现实环境,适用于在危险的工业场景中执行任务。在最近的世界机器人大会上,ANYbotics 公司又展示了 ANYmal 机器人的最新版本——ANYmal C。新版ANYmal比之前的版本都要强大,可以爬上45°的陡峭楼梯,能在1米深的水中浸泡一小时,还会自己找充电桩。

ANYmal C 的销售对象是开发客户、工程合作伙伴和大学,同时也会提供完整的软件和虚拟环境。ANYbotics 公司表示,首批 ANYmal C 机器人将在本年年底之前备妥出货。

作为一款四足机器人,ANYmal C 的物理规格很高。它的移动速度为 1 米/秒,可以爬上 20°的斜坡和 45°的楼梯,并且能够穿过 60 厘米宽的通道。

ANYmal C 的新设计着眼于提升驱动性能(新驱动器)、计算能力(英特尔 i7 Hexa-core 处理器)、运动和导航性能以及自主性(新深度摄像头)。

激光雷达和深度摄像机可以为机器人提供 360 度的高精度环境信息。广角摄像机(wide-angle camera)和工业级遥控技术的集成简化了机器人的遥操作。英特尔 i7 Hexa-core 处理器提供了先进运动控制、实时构图、自动导航等定制应用所需的算力。

ANYmal C 还配备有摄像头 3D 传感器,包括一个用于 3D 投影以及即时定位与地图创建(SLAM)的激光雷达(LiDAR)。借助于这些传感器,ANYmal C 成为了最为可靠的自主四足机器人之一,并且具备实时运动规划和障碍躲避功能。

新版 ANYmal 还配备了一个自主充电的对接系统和一个检查负载。ANYmal C 的设计比前一代更加集成,性能和可靠性都有所提升。

ANYmal C 是目前最坚固的腿式机器人之一。这款机器人重量为 50 公斤,IP 等级达到 IP67,这使得它完全防尘并能在 1 米深的水中浸泡 1 小时。ANYmal C 的续航时间超过 2 小时,并且它还能自动连接到一个锥形扩充基座进行再充电。

ANYmal C 自动连接到锥形扩充基座进行再充电。

深度强化学习加持的 ANYmal 机器人

在此之前,ANYmal 机器人相关论文曾登上过《Science》子刊《Science Robotics》,论文明确指出该机器人使用了深度强化学习技术(参见:《真的超越了波士顿动力!深度强化学习打造的 ANYmal 登上 Science 子刊)。

在该论文中,研究者介绍了一种可以在模拟中训练神经网络策略并将其迁移到 ANYmal 机器人中的方法,因此利用了快速、自动化、成本合算的数据生成方案。利用在模拟中训练的策略,ANYmal 获得了之前方法无法实现的运动技能:它能精确、高效地服从高水平身体速度指令,奔跑速度比之前的机器人更快,甚至在复杂的环境中还能跌倒后爬起来。

创建控制策略的步骤。第一步是确定机器人的物理参数并估计其中的不确定性。第二步是训练一个致动器网络,建模复杂的致动器/软件动力机制。第三步是利用前两步中得到的模型训练一个控制策略。第四步是直接在物理系统中部署训练好的策略。

跌倒后的恢复。该研究学到的策略成功使机器人在 3 秒内从随机初始配置中恢复。

十年磨一剑的 ANYbotics 团队

ANYbotics 成立于 2016 年,是瑞士苏黎世联邦理工学院的衍生公司,致力于开发工业应用的移动机器人技术。该公司表示,其自动腿式机器人的设计目的是解决客户在具有挑战性的环境中遇到的问题。该公司目前有 35 名员工,已经在多个应用中进行过 ANYmal 机器人的成功测试,如在北海上进行的首例离岸机器人测试。

ANYbotics 的团队表示,他们从事腿式机器人的研究已经超过 10 年,如今又根据工业需求重新对 ANYmal 机器人进行了设计。他们的核心是设计出强大的扭矩可控制动器,使得机器人能够爬上陡峭的楼梯,可靠地承受各种环境变化带来的压力。

ANYmal C 机器人可以进入危险环境作业,如燃气泄漏现场。

ANYmal 系列机器人进化史

在过去的十年中,ANYmal 系列机器人也经历了一系列的更新换代和技术革新,从最初的 ANYmal Alph 到 ANYmal Beth、ANYmal B 再到如今的 ANYmal C。经过数次迭代,ANYmal 变得越发强大。

ANYmal Alph

2015 年,ANYbotics 公司推出了 ANYmal Alph 原型机,设计用于实际演示,具备模块化驱动和雷达导航功能。

ANYmal Alph

ANYmal Beth

2017 年,ANYbotics 公司推出了第二代 ANYmal 机器人,它具备坚固的结构和防水功能,能够爬楼梯,并接受了不同环境中的检测任务测试。

ANYmal Beth

ANYmal B

2018 年,ANYbotics 公司推出了 ANYmal B 机器人,这款机器人重新设计了驱动器和视觉系统,成为该公司第一代商用和离岸部署的机器人。

ANYmal B

ANYmal C

今年 8 月,ANYbotics 公司推出了本文的主角 ANYmal C 机器人。新版 AMYmal C 的工业设计水平非常高,结构坚固且防尘防水,还具备强大的驱动装置、360°视野以及自主对接再充电功能。

实际用途以及对社区的意义

ANYmal C 主要用来代替人执行复杂环境中的远程检测任务。它的传感器负载可以提供不同的视觉效果输出,比如热成像。此外,ANYmal C 的载重量达到 10 公斤,并可以适应多种不同的任务场景。

ANYbotics 表示,为了探索自主机器人检测的巨大潜力,公司会在全球范围内提供测试安装和试点项目,从而为未来完全无人监督的装置做好准备。

此外,ANYmal C 的研究人员表示,该机器人的设计也考虑到了研究社区的需求。这款机器人配备了两台功能强大的 hexacore 英特尔 i7 计算机,还可以额外配置英伟达 Jetson Xavier 显卡,用于基于学习的应用。有效负载(payload)接口可以让用户轻松地安装和测试新的传感器。他们创建了 ANYmal 研究社区,研究人员可以访问仿真工具和软件 API,这些工具和软件 API 可以促进他们在控制、机器学习和导航等各个领域的研究。

参考链接:

https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/industrial-robots/anybotics-introduces-sleek-new-anymal-c-quadruped
http://www.imrobotic.com/news/detail/13393
https://www.anybotics.com/company/

入门ANYbotics四足工业机器人ANYmal C
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ANYbotics机构

ANYbotics由一群苏黎世联邦理工学院(ETH Zürich)的工程师于2016年成立。它是苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室(RSL)的衍生公司,因推出机器人ANYmal而闻名。

https://www.anybotics.com/
十年磨一剑这词,可能不乱用啊天。