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Boston Dynamics公司是脫胎于美國麻省理工學院的又一個偉大公司，不僅開發出了行動時具有動物力量和敏捷性的機器人，還開發出了能夠爬垂直墻壁的其它機器人以及能夠在狹窄空間中操控的變形機器人。所有這些設備都是放大和改進了動物與人類的能力，可執行類似超人的任務。 本文主要介紹這些創造物中的一種——BigDog，這是一個長有四條腿、三英尺高和三英尺長、重240磅的狗型機器人，它可以爬上泥濘的斜坡，并能承載340磅的負重。 BigDog是一個長有四條腿、三英尺高和三英尺長、重240磅的狗型機器人(照片由Boston Dynamics公司提供) 共有50個傳感器向計算機饋送信號，幫助維持機器人的平衡和方向(照片由Boston Dynamics公司提供) BigDog采用了一個15馬力的微型賽車用引擎。該引擎由一個兩沖程/單缸發動機組成，采用水冷方式工作，可給液壓系統供電，使之操控機器人的四條腿。這些腿是設計師仿照大型哺乳動物的自然動作設計的。 機器人的腿是設計師仿照大型哺乳動物的自然動作設計的。(照片由哈佛大學Concord Field Station提供) 共有50個傳感器給計算機饋送信號，幫助機器人保持平衡和方向，并在跌倒或被迫偏離既定路線時幫助機器人恢復。 BigDog的重要外部功能是性能的關鍵(照片由Boston Dynamics公司提供) 慣性傳感器 慣性傳感器用于測量狗的姿勢和加速度，關節傳感器測量在關節處工作的致動器動作和力量。板載計算機從這些傳感器收集信息，并提供對BigDog在空間中如何移動的估計。還有其它傳感器監視BigDog的動態平衡：液壓、流速和溫度、引擎速度和溫度。 機器人通過眾多傳感器感知空間(照片由Boston Dynamics提供) 在WordPress上發表的M.Wonders Masters論文《The body and the senses: the perception of space（身體與感覺：空間感知）》中引用了Brian Massumi的話，他介紹了在我們的身體中三種不同層次的感覺是如何產生我們的真實感體驗的。他把這三個層次稱為外在感覺、本體感覺和內在感覺。外在感覺包括視覺、聽覺、觸覺、味覺和嗅覺。Massumi認為本體感覺“將身體遇到物體時的行動和放松轉換為肌肉的關聯性記憶”，而內在感覺也稱為內心感覺，“會立即記錄由5個外在感覺收集到的刺激，甚至在它們被大腦完全處理之前。”這三種不同層還對應三種不同類型的主－客觀關系。 雖然外在感覺以更單向的方式涉及物體與空間，但本體感覺Massumi認為代表了“沒有圖像的身體的”空間感，而內在感覺完全是臨時性的。雖然動作必須被中斷，以便被眼睛捕捉到而成為圖像，但本體靈敏度通過運動而存在，因此更接近在真實過去和真實未來之間存在的由身體“變成的”虛擬空間。Massumi稱之為事件，由純關系表征，并充滿潛力和變形能量。作為內在的內心感覺與時間的關聯程度超過空間，因為它是暫停的感覺，將中斷作用-反作用過程，在此期間來自感覺的輸入經過我們大腦的詳細描述而變得具有空間感。 動態平衡是身體或細胞的一種能力，在遇到外部變化時它能在內部環境中尋求并保持平衡或穩定的狀態。 適應地形 板載計算機同時執行低層和高層控制功能。低層控制系統操縱關節處的位置和力量服。高層控制系統協調腿的行為來調節身體在移動過程中的速度、姿勢和高度。控制系統還通過調節地面互作用力來保持支撐、推力和牽引力。 BigDog以兩種方式來適應地面。它通過調整身體高度和姿勢來適應局部地勢，并調整腳步步伐來補償機器人身體的方向和相對于重力的地平面。控制系統在爬坡時依靠四足前進，在下坡時使身體后傾，在沿等高線行走時向側面傾斜。控制系統通過細微調整身體姿勢來適應小至中等的斜坡，另外再通過調整步態和使用更小步距來適應超過45度的陡坡。許多這些仿真結果都在真實的BigDog機器人上得到了再現，除了非常陡的爬坡外，因為此時實際牽引力限制了性能。 激光雷達跟蹤 激光雷達跟隨穿著特殊背心的引路人(照片由Boston Dynamics提供) BigDog不用直接驅動也不用GPS就能跟隨引路人： —引路人穿戴反光標志 —較弱的激光雷達用于定位引路人并產生控制信號 —BigDog以近似固定距離跟隨 BigDog的未來 設計師正在繼續努力，希望機器人能應對更粗糙的地形、具有更好的自動恢復功能、更安靜的操作和更高的自治性。請繼續留意BigDog的更多奇遇！ 原文作者：Steve Taranovich |
