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【www.1331.com】由其发表的一款新型仿分娩品——气动机械臂,录制里展现的是

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以及仿生章鱼触手

为了更客观对 BionicSoftHand 进行评价,AI
科技评论为此专门采访了意大利技术研究院(Italian Institute of
Technology)仿人机电研究中心(Humanoid & Human Centered
Mechatronics)的博士后研究员任赜宇。

对机器人有一定了解的

内置真空管

AI 科技评论按:每年以 2 – 3 件仿生机器人生产速度不停扩张仿生产品线的
Festo
,是一家德国自动化技术供应商,近年来以外观精巧夺目的仿生机器人频频登上科技新闻热搜榜。近日,由其发布的一款最新仿生产品——气动机械臂,更是引入了强化学习及大规模并行学习等
AI 技术,使得仿生机器人的技能习得与技能同步变得更加便捷。

它能像两栖动物一样爬行、扭动。

下面这个是两年前公布的视频:

至于软件方面,AI 毫无疑问是其主打亮点。

却能够完成连续跳跃

象鼻机械手具有12个自由度

AI 科技评论按:每年以 2 – 3 件仿生机器人生产速度不停扩张仿生产品线的
Festo
,是一家德国自动化技术供应商,近年来以外观精巧夺目的仿生机器人频频登上科技新闻热搜榜。近日,由其发布的一款最新仿生产品——气动机械臂,更是引入了强化学习及大规模并行学习等
AI 技术,使得仿生机器人的技能习得与技能同步变得更加便捷。

可以自主提供吸附动能

拇指和食指中还装有旋转模型,使这两个手指可横向移动。通过这一设计,仿生机械手总共可实现12个自由度。

气动原理在灵巧机械手的设计上不存在明显优势

另一个新型的蜘蛛机器人 BionicWheelBot
更有意思,它的原型是摩洛哥后翻蜘蛛,为了适应沙漠环境的生活,它有一种独特的行走方式,通过空中翻转与地面翻滚的组合来移动。而这样的驱动方式在仿生学中有重要意义。

之前他们对外公布的是仿生象鼻机械手

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能够胜任各种柔性工作

这家德国公司黑科技再升级,超逼真仿生机械手来了。。。

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每秒可以拍打20次

费斯托能保持这么高速的研发速度,实在令人钦佩,这是机械行业的一件幸事啊。。。

从生物解剖学的相关文献来看,人类的手是具有21个自由度的极高自由度密度的器官。Festo
这款机械手每根手指的曲折方向共有2个自由度,食指和拇指的侧向摆动又各有1个自由度,加起来一共是5*2+2=12个自由度。

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能够胜任各种柔性工作

而所谓大规模并行学习技术的引入,更是让这些在模拟环境里习得的技能可以第一时间同步所有的虚拟机械臂,进而转移至实际中的机械臂中进行使用。

它们像正常的鸟类一样

看到上面这款机械手在固定区域内的移动轨迹,你们是不是想到了它可以运用到流水线中从事简单的重复工序了,一起看看视频:

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仿生蚂蚁

而这次

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像象鼻一样

2019-03-09 21:27来源://

至于 BionicSoftHand 成功实现的12 个自由度,他则表示得综合看待。

不但可以实现减速和急转弯

原标题:这家德国公司黑科技再升级,超逼真仿生机械手来了。。。

任赜宇在受访时坦言,BionicSoftHand 单从最终所展示的 Demo
来看,并未让他感到眼前一亮,因为该 Demo
的核心主要是关于在运动控制上如何应用强化学习的方法,使高自由度的机械手能够轻易地进行复杂的手部操作(In-hand
manipulation),但如果与 OpenAI 去年使用 Shadow Hand 还原魔方的 Demo
比较的话(视频链接:

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升级之后的机械臂动作看起来更加柔性化,能够保持末端及其稳定的完成相应的移动工作,而且可以搭载更多的末端执行器。

不过对于 BionicSoftHand
的气动波纹管结构,他则表示赞赏,他认为这是一款新颖、基于气动原理的传动方案,简洁紧凑且合理,从
demo
看来实现的效果很好。从本质上来说,它是利用软体材料的形变特性,气体作为相应的动力传递介质。

另外,做成

而仿生章鱼触手附有吸盘

Festo 仿生家族的其他成员

Festo还创造出陆地上跑的:

费斯托又对外发布了两个视频

首先是强化学习方法的运用,这意味着 BionicSoftHand
不仅仅是机械地模仿动作,通过给出一个具体目标,它会自己反复进行试验来达成目标。过程中,机械臂将根据反馈逐渐优化动作,直至成功解决任务。

仿生章鱼触手

而且,除去柔性的结构,更重要的这款机械手还搭载了强化学习模块,这意味着这款机械手可以通过自我学习,来不断的优化自己的行动能力,最终成功完成布置给它的任务。

不过被问到相比传统的控制算法,强化学习技术在机器人领域的运用还存在哪些难点,任赜宇从他的科研背景与角度也给出了自己的思考,他觉得在目前硬件上的落地还存在一些局限性:

能够向任意方向飞行。

一个是气动机械手

值得一提的是,这些气动波纹管结构被封装在具有弹性和高强度纤维的 3D
织物中,这也意味着,织物可以精确地定位并决定结构应该在哪些点上膨胀,从而产生力,并防止其过度膨胀。此外开发人员还特别设计了一个小型数字控制阀岛安装在机械臂下方,
因而控制气动波纹管结构的气管无需贯穿整个机械臂,可以快速、轻松地进行连接与使用。

甚至能够模拟直升机

轻松完成抓、握等动作

这也意味着,所有失误都只会出现一次,便会立刻被修复并同步至所有模型;而新技能只要被习得,就能无限复制至全球范围的机械臂。

运动追踪系统的重要组成部分是两台红外相机,它们被安装在一个云台上,相机可以随意转动倾斜,以便追踪
BionicFlyingFox
的整个飞行过程。借助两翼与两条后肢的四个特殊红外标记,相机能够识别人造狐蝠的运动。

可以更换不同的夹头

赜宇个人认为 12
个自由度是比较合适的自由度分布,既保证了操作功能上的灵巧性,又不至于使系统集成与控制由于高自由度而变得冗杂,导致实现成本较高。不过他强调,单单论自由度的数目,德国宇航局曾经靠
42 个电机实现了 21
个自由度。所以我们要关注的,是为了实现这12个自由度,Festo 使用的 24
个相应的比例气缸,对应占用了多大的空间和质量,从最后展示的紧凑机电系统来看,赜宇认为是良好且合格的设计与实现。

它们的头部配备摄像头

模块化气动机械臂是文章开始之前咱们提到的仿生象鼻机械手的进化版。

算法层面,面向更为灵活、更高维度、甚至涉及道德伦理的应用场景,现阶段的算法其实是“不智能”的。我们本质上还没有研究透人类大脑发展和进化的模式,现在的训练在数据量大、较为机械的应用场景取得了很好的效果,但这目前还是不够的。硬件平台层面,我们生活的世界目前还是物质的,人工智能的全面落地还是需要一个物理世界的实际载体的。但相较于现在蓬勃发展的上层应用而言,物理平台的各方面能力实际上是有所欠缺的,属于木桶效应中的短板。任赜宇最后强调,他主要是按照对比波士顿动力(Boston
Dynamics Institute)的要求去评判的,
相对来说是非常苛刻的。如果放眼全球以一个平均水准来看,BionicSoftHand
实际上已经是相当好的工作了。他举了一个例子,BionicSoftHand
的手指上集成了非常紧凑的IMU 和tactile
sensor,这样的尺寸从工程技术实现角度而言是十分不容易的了。

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这次公布的气动机械手比其他仿生手看起来更像人手,但却有着和人类手掌完全不一样的结构,因为它没有骨骼,完全依靠手指上的气动波纹管结构来控制动作。当气室充满空气时,手指弯曲;气室排空时,手指呈伸展状态。

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参考资料:机器人大讲堂

Festo是一家历史悠久的家族企业,由德国人Gottlieb
Stoll一手创立,成立于1925年,是当今世界上著名的气动元件、组件和系统的生产厂商。从2006年开始,Festo就与几家大学、研究所及开发公司一起合作创立了Bionic学习网络,这些仿生机器人就是出自这个项目。一起来看看这个项目曾经诞生过哪些明星产品吧!

集体出动、协同合作

前几天咱们刚给大家介绍了德国自动化技术商festo的仿生机械,意犹未尽之时,费斯托的仿生机械手又升级了。。。

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而且,由于是类似于大象鼻子的设计,相比于普通的机械臂,它占用的操作空间会更小。

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声明:该文观点仅代表作者本人,搜狐号系信息发布平台,搜狐仅提供信息存储空间服务。

在硬件方面,BionicSoftHand
利用气动学,以气动波纹管结构代替人体骨头进行动作操控,当气室充满空气时,手指呈弯曲状态;当气室被排空时,手指则呈伸展状态。此外,BionicSoftHand
在拇指与食指处配有旋转模块,可以让手指横向移动,由此实现了多达 12
个自由度。

还能做到悬停和倒退。

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而 Festo 的这款 BionicSoftHand 则为我们提供了一条新思路。

仿生鸟

做好准备,一起欣赏视频:

此外,借助深度感应摄像机数据以及人工智能算法,BionicSoftHand
会在虚拟环境中创建出一个“数字双胞胎”,使我们可以在虚拟环境中对其进行运动策略的相关训练,相比线下,将有效加快模型的训练速度。

仿生机械就是模仿生物的形态、结构和控制原理设计制造出的功能更集中、效率更高并具有生物特征的机械。研究仿生机械的学科称为仿生机械学,它是20世纪60年代末期由生物学、生物力学、医学、机械工程、控制论和电子技术等学科相互渗透、结合而形成的一门边缘学科。仿生机械研究的主要领域有生物力学、控制体和机器人。

另一个就是模块化气动机械臂

训练周期长可供采集的样本少复杂机电系统带来的corner
case如何设置reward仿真模型和实际模型差距较大至于人工智能要想在机器人领域全面铺开,他表示整体在如下两点上还面临极大的挑战:

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模块化气动机械臂

总的来说,由于 Festo
有大量的仿生学研究基础,所以他所做的机器人本体结构设计是非常符合仿生学原理的。相较其他机器人研发单位,仿生机器人结构设计是
Festo 一个显著的技术优势。

飞翔和降落时,就像真的鸟一样。

咱们稍作回忆

在机械手本体的硬件设计上,对于气动类原理驱动的机械手,任赜宇表示这在机械手设计领域中属于较为小众的方案,优势不太明显,且定位比较尴尬——能量密度比不上液压方案,系统集成的简洁紧凑程度比不上电机方案。

Smartbird可以完美模拟

责任编辑:

人工智能在机器人领域的运用

仿生袋鼠

仿生软体机器人是一项集材料、力学、生物学、自动化等多学科的交叉研究,也是目前国际学术界的前沿研究热点。其未来应用除了工业抓持,还可以应用到家庭服务、医疗康复、智能穿戴等多个领域。

机械臂对于一组仿人机器协作组合的重要性不言而喻,作为机器人的末端执行器(
End-Effector
),我们需要它在日常生活中替代人类双手去完成抓握、转动、触摸、按压等任务。然而目前的机械臂依然面临灵巧性欠缺、抓重比失衡、传感器覆盖率低、环境顺从性低、高度集成性等难点,无法在实际中实现量产,也是各家机器人企业所卯足精力所要克服的技术难点。

除了仿生鸟

可以自主提供吸附动能

仿生蝙蝠机器人 — BionicFlyingFox

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end

对于 BionicSoftHand
主打的“共享式”人工智能,任赜宇表示很认可,毕竟未来的机器人世界肯定讲究多机器人协作,这种上层训练的轨迹规划、电机拖动以及相应的更高认知层面的算法,如果能够做到“一台大脑云共享”,是能够极大提高生产效率的。

视频里展示的是
一家德国的自动化公司Festo,在过去的十几年里,他们陆续推出海鸥、企鹅、蝴蝶、蚂蚁、水母、蜻蜓、袋鼠等多款仿生机器人。下面小编就简单的介绍一下

气动机械手

微信又又又改版了,

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这款仿生蜻蜓

仿生象鼻

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它的四翼使用碳纤维

最让人瞠目的还是这群3D打印的

难度是很大的

而触角则是天线

在快没电时

柔软硅胶结构。

甚至连头都可以全角度转动。

【www.1331.com】由其发表的一款新型仿分娩品——气动机械臂,录制里展现的是。能及时从上一次跳跃中收集能量

依靠翅膀提供飞行动力

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它们的双翼不仅可以上下拍动,

视频感受一下

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仿生袋鼠BionicKangaroo

除了水里游的、天上飞的,

它具有12个自由度

更厉害的是

可以更换不同的夹头

还可以按照一定的角度进行扭转~

轻松完成抓、握等动作

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而这只仿生袋鼠

这个机器人看起来有点吓人,但它能像两栖动物一样爬行,穿过草地。它对研究蝾螈的中枢神经网络提供重要帮助。

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几乎完全复制了袋鼠的弹跳功夫

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做成可折叠翅膀

甚至令人难辨真伪

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就可以直接用手势控制袋鼠

它们会第一时间爬去自行充电

除了上面提到的这些

2.带“后空翻”技能包的「蜘蛛机器人」BionicWheelBot

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或者“置顶公众号”

3.蝾螈机器人

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这个只有“白骨”的设计,不让人毛骨悚然才怪呢!

和真的章鱼触手一样附有吸盘

看到这么精密的机械结构

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在搬运重物时它们会发挥“蚂蚁精神”

鸟类的飞行状态

1.可自主飞行的「蝙蝠机器人」BionicFlyingFox

如果使用者戴上配套手环

腹部配备传感器

在翻滚模式下,人工蜘蛛和自然界的摩洛哥后翻蜘蛛一样,可以比行走时更快地移动。这款机器人甚至能够应对高达
5% 的坡度。

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Festo的科学家们还造出了

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整体采用可气动驱动的

仿生蜻蜓

想让机器人“跳”起来

内置真空管

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可以随时进行红外导航

因为它特有的蓄力功能

把生物系统中可能应用的优越结构和物理学的特性结合使用,人类就可能得到在某些性能上比自然界形成的体系更为完善的仿生机械。

为下一次跳跃做准备。

科技客都知道

的万向自由度机械臂也很值得一说!

专门研制的翼膜通过约 45000
个点紧密地焊接在一起,所以具有足够的弹性,即使在收起双翼时,也几乎没有褶皱。蜂窝结构可以防止裂纹进一步扩大,即使翼膜出现轻微损伤,BionicFlyingFox
仍能继续飞行。

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www.1331.com ,甚至可以跳过40公分高的障碍物

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还有更牛的

这只仿生章鱼触手

简直有种在做工程学设计的感觉

仿生蜻蜓BionicOpter与真正的蜻蜓一样

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