對(duì)于人類而言，走路是一件很簡(jiǎn)單、很自然的事。但其實(shí)走路是一個(gè)十分復(fù)雜的動(dòng)作，它需要多塊肌肉之間恰好的平衡。所以，近年來(lái)機(jī)器人領(lǐng)域發(fā)展迅速，但是人形機(jī)器人的技術(shù)研究卻困難重重。
　　為了解決機(jī)器人走路的“僵硬”問(wèn)題，瑞士聯(lián)邦理工學(xué)院（EPFL）Biorobotics實(shí)驗(yàn)室的工程師們開(kāi)發(fā)了一種新的算法，該算法可以讓機(jī)器人進(jìn)行自我學(xué)習(xí)，從而幫助其不斷改進(jìn)走路的姿態(tài)，以達(dá)到最終自然的步態(tài)。

　　目前，實(shí)驗(yàn)室的工程師們正在一名叫做COMAN的機(jī)器人肢體上對(duì)該算法進(jìn)行測(cè)試。值得注意的是，COMAN沒(méi)有頭，身高只有95cm，它專門(mén)用于研究走路姿態(tài)。
特點(diǎn)|平衡性

　　基于結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、機(jī)器人的動(dòng)力學(xué)特性以及表征該機(jī)器人動(dòng)力學(xué)的數(shù)學(xué)方程， EPFL團(tuán)隊(duì)為機(jī)器人設(shè)計(jì)了一段新的控制算法。
　　該控制算法調(diào)用復(fù)雜的計(jì)算機(jī)程序來(lái)仔細(xì)分析機(jī)器人反饋的各項(xiàng)參數(shù)（包括位置、速度、關(guān)節(jié)角度等），然后幾乎同時(shí)，控制算法通過(guò)計(jì)算機(jī)向電機(jī)發(fā)送合適的命令，告訴機(jī)器人怎樣做才能保持平衡。對(duì)此，Razavi解釋道：“例如，如果有人推COMAN一下，我們的算法會(huì)迅速計(jì)算出機(jī)器人的腳應(yīng)該往后挪多少的位置數(shù)據(jù)，讓其做出類似于人直覺(jué)反應(yīng)后的動(dòng)作，以此來(lái)維持平衡。”
　　此處，COMAN維持平衡的結(jié)構(gòu)值得一提，它的一大特點(diǎn)是其關(guān)節(jié)，該關(guān)節(jié)是由彈性元件組成，具有很大的靈活性。
　　相較于已有的算法，該算法的突出特點(diǎn)是他不再讓機(jī)器人通過(guò)對(duì)外在影響的對(duì)抗來(lái)刻意維持平衡，而是與外力達(dá)成一種動(dòng)態(tài)協(xié)調(diào)的平衡性。
特點(diǎn)|克服障礙

　　基于這一平衡特性，研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)三種應(yīng)用場(chǎng)景設(shè)計(jì)了相應(yīng)的算法，以幫助機(jī)器人在特定的環(huán)境場(chǎng)景中保持一定的靈活性和平衡性。
目前，算法的改進(jìn)之處主要體現(xiàn)在三點(diǎn)：
　　第一個(gè)是可以在災(zāi)難性的情況下進(jìn)行救援任務(wù)。對(duì)此，Razavi解釋道：“在人類設(shè)計(jì)的環(huán)境中，就像在一座核電站，人形機(jī)器人可以爬樓梯和開(kāi)門(mén)，他就會(huì)比有輪子的機(jī)器人更靈活的在這一環(huán)境中跑動(dòng)。”
　　第二個(gè)是做一些類似于搬運(yùn)重物或推拉物體的工作。第三個(gè)是為殘疾人創(chuàng)造外骨骼。
　　但是Razavi表示：“能夠維持簡(jiǎn)單的平衡還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠?！庇谑?，接下來(lái)研究團(tuán)隊(duì)將持續(xù)改進(jìn)算法，讓其在各種環(huán)境下都可以應(yīng)用自如，如可以克服障礙物或在不規(guī)則的地面上行走。
應(yīng)用場(chǎng)景|與人合作

　　作為這個(gè)項(xiàng)目的一部分，Jessica Lanini和Hamed Razavi研究了兩個(gè)人在抬東西的情況下如何能夠協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)正常的走路、轉(zhuǎn)向和加速，當(dāng)然，此處人不能說(shuō)話交流是研究的前提。
　　近日，他們得出了結(jié)果，并將研究成果發(fā)表在了《PLOS ONE》上，結(jié)果表明兩人自動(dòng)協(xié)調(diào)他們的腳步以配合的過(guò)程，實(shí)質(zhì)上就像一個(gè)四足的系統(tǒng)?，F(xiàn)在，研究團(tuán)隊(duì)計(jì)劃將該發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于人形機(jī)器人。
　　關(guān)于該研究的必要性，Lanini表示：“無(wú)論是在制造業(yè)還是在自然災(zāi)害的場(chǎng)景下，我們都需要能夠與人類交互的機(jī)器人，幫助我們搬運(yùn)重物，但目前這樣的機(jī)器人不存在。因?yàn)闉榱税踩行У耐瓿扇蝿?wù)，機(jī)器人需要能夠像人一樣作出決策并對(duì)意外情況做出回應(yīng)，但是還沒(méi)有機(jī)器人可以做到這樣。”
總結(jié)

　　目前，研究人員基于對(duì)人類行為的觀察，分析了人類移動(dòng)的方式，發(fā)現(xiàn)速度、力量和手部位置等因素在理解加速或停止的“命令”方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用。接下來(lái)，他們將對(duì)這些觀察成果進(jìn)行建模，以便對(duì)機(jī)器人進(jìn)行編程。
　　不過(guò)Razavi也表示： “究竟是什么讓人類意識(shí)到需要減速或轉(zhuǎn)彎、明確施加的力量大小以及讓力與速度很好的結(jié)合。目前，我們對(duì)這些行為決策的關(guān)鍵點(diǎn)還不清楚?！?/P>