“半人马”救援机器人拥有高度灵活性 还能空手道掌劈？

意大利理工学院的研究人员开发了一款“半人马”设计的救援机器人，它有四足、四轮，也有头、躯干和双臂，具有更强的稳定性和灵活性，不失为最适合灾难救援的机器人体型。或许不久的将来，我们会看到半人马机器人将人类从危险的环境中拯救出来。

什么东西拥有四条腿、四个轮子、两只手，还掌握空手道掌劈技能？

它就是Centauro——一款独特的轮式四足+双臂搜救机器人，由意大利理工学院的研究人员打造。

Centauro在意大利语中的意思是“半人马座”。名如其人，Centauro机器人采用了“半人马”的设计：四条腿的底部有轮子（就像有轮子的四足动物），与一个有头和两只手臂的上半身相连接。

研究人员的目的是找到最适合用于灾难救援的机器人体型。通常，搜救机器人的设计和人类一样，有两条手臂和两条腿，但研究人员越来越发现，混合的设计能提供更高的灵活性。半人马机器人的设计有四条腿，腿上还有轮子，这比人形机器人更稳定，同时保留了用于操纵工具和门等物体的两个向前的手臂。

Centauro 机器人高1.5米，重93公斤，比视频中看起来的要大，也更灵活。它由多种轻质金属制成，如铝、镁和钛，还有3D打印的塑料外壳。机器人内部有三台电脑，可以处理感知、控制和运动规划，并且始终由人类操作员控制。它的电池足以让Centauro连续工作2.5小时。

半人马设计的主要卖点是灵活性。

Centauro机器人的每条腿有都6个自由度，也就是说，它可以在臀部、膝盖和脚踝处旋转和伸展，在环境中实现关节运动，并控制轮子模块，这些轮子模块放在脚踝处，就像会滚动的“马蹄”。

这意味着机器人可以采取多种不同的姿势，包括轮式直立姿势（最适合快速移动）和蹲伏的“蜘蛛”模式，这使它在操作工具时更加稳定。它也可以在瓦砾地面上行走，甚至能爬上楼梯。

轮子让机器人得以充分发挥机动性。轮子是由铝合金制成的，其外层用弹性体材料包覆成型，从而确保粘性阻尼接触，同时在地面上滚动时能产生适当的摩擦。

再看它的上半身躯干。

Centauro机器人能够使用人类工具来执行操作任务，并且能够显示出比一般人类成年人更高强度的操作能力。它的轻质（10.5公斤）的手臂有效载荷重量比大于1:1，单臂的有效载荷约为11公斤。

此外，它的高性能、抗冲击的驱动系统允许机器人执行需要剧烈物理碰撞的操作任务，而不会对机器人部件造成物理损伤。

Centauro机器人的头部装有传感器，包括成像摄像机、RGBD（红色、绿色、蓝色、深度）传感器，以及一个用于全面覆盖的激光雷达系统。高保真扭矩传感器和热传感器则分散在全身各处。

研究人员称，Centauro机器人比双足人形救援机器人WALK-MAN具有更高的操纵负载，并且更能抵抗物理冲击，因此可以执行需要改造环境的任务，例如，打破关着的门以开出一条路来。这个机器人的尺寸也比WALK-MAN机器人要小，因此更适合在人类环境中操作。尽管尺寸变小了，但它更强大，具有更稳定的运动和平衡能力，更接近在灾难环境中的实际应用。

机器人的操作大部分时间是远程控制的，高级命令来自人类操作员，而整个身体的运动生成和阻抗调节是由本地共享的自主控制器调节的。在通信中断或延迟的情况下，机载计算机可以预测目标动作，并在没有帮助的情况下完成动作。

研究人员表示，下一代软件架构和全身控制工具将能够通过高级远程操作界面更轻松地操作机器人。这个界面采用本地自主模块，具有全身运动生成和阻抗调节功能，可以兼顾机器人的运动和交互阻抗。

当然，设计机器人本身就是一个挑战。现在，研究人员必须弄清楚如何最好地控制它；并且将通过越来越困难的挑战来测试Centauro机器人的能力。谁知道呢，将来我们可能会看到半人马机器人将人类从危险的环境中拯救出来。看看这个空手道掌劈，很酷吧？