東北大學(xué)研發(fā)出“隔空取物”智能機(jī)器人。　段亞巍　攝

智能時代無所不能，無人機(jī)正在記錄生活，自動駕駛汽車正上路測試，仿人服務(wù)機(jī)器人正上演“隔空取物”。

近日，東北大學(xué)王世雄、王凱、蘇卓三人在機(jī)械工程與自動化學(xué)院教授陸志國的指導(dǎo)下，共同研發(fā)設(shè)計了一款雙臂輪式仿人服務(wù)機(jī)器人，可代替人跨越時空處理事務(wù)。這款機(jī)器人利用網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)兩空間的信息交互，用戶使用VR設(shè)備獲得機(jī)器人空間的圖像信息，基于此做出相應(yīng)判斷及動作，異空間機(jī)器人將跟隨完成動作。

目前，機(jī)器人市場呈現(xiàn)“啞鈴型”的發(fā)展?fàn)顟B(tài)，高端市場智能程度高、投入成本大、產(chǎn)品產(chǎn)出少，如全自由度仿人機(jī)器人;低端市場投入低、產(chǎn)出高，但智能程度相對單一，如掃地機(jī)器人。針對市場現(xiàn)狀，王世雄帶領(lǐng)團(tuán)隊選擇從中端市場入手。

該團(tuán)隊使用運動捕捉設(shè)備獲取人的肢體運動數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸給機(jī)器人，送達(dá)至機(jī)器人的每一關(guān)節(jié)，實現(xiàn)機(jī)器人與操作者在肢體運動上的協(xié)同效果。機(jī)器人身上安裝有雙目攝像頭，采集機(jī)器人的環(huán)境信息，通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)讲僮髡叨说腣R設(shè)備，建構(gòu)起立體場景，使操作者有一種身臨其境的感覺，便于其結(jié)合環(huán)境信息做出正確判斷。同時，團(tuán)隊還在機(jī)器人和操作者兩端安裝了語音采集和播放設(shè)備，借助網(wǎng)絡(luò)傳輸，可實現(xiàn)兩個空間語音的實時交互。

與國內(nèi)現(xiàn)有輪式機(jī)器人相比，這款機(jī)器人的創(chuàng)新點在于實現(xiàn)了前傾55°的大角度俯身動作，可完成對地面物體的拾取、放置等任務(wù)。因俯身動作易造成機(jī)器人重心不穩(wěn)，所以輪式機(jī)器人腰部一般不設(shè)計彎曲機(jī)構(gòu)或僅設(shè)計有較小角度的俯身功能，限制了機(jī)器人的手部運動范圍。據(jù)此，該團(tuán)隊創(chuàng)新設(shè)計了連桿滑塊俯身機(jī)構(gòu)，實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的聯(lián)動。當(dāng)髖部向后下方移動時，機(jī)器人的重心偏移范圍較小，保證了機(jī)器人的整體穩(wěn)定性。

機(jī)身結(jié)構(gòu)方面，王世雄團(tuán)隊遵循輕量化和模塊化的設(shè)計原則，采用板材搭配結(jié)構(gòu)件的方式，較好地控制了機(jī)器人的重量和成本。機(jī)器人身高1.5米，整重35千克，指標(biāo)均低于同等體積、同等自由度的仿人機(jī)器人。更重要的是，機(jī)器人的制造成本控制在5萬元以內(nèi)，不及市場同等級別機(jī)器人造價的50%。

基于這一創(chuàng)新項目，王世雄團(tuán)隊已申請發(fā)明專利2項，實用新型專利2項，外觀設(shè)計專利1項，并在2018年網(wǎng)絡(luò)工程和信息安全國際會議上發(fā)表學(xué)術(shù)論文1篇;先后獲得第六屆全國“TRIZ”杯大學(xué)生創(chuàng)新方法大賽發(fā)明制作類國家二等獎，中國移動創(chuàng)客馬拉松大賽東北賽區(qū)一等獎等殊榮。

大四保研時，團(tuán)隊中的王凱、蘇卓兩位成員分別保送到清華大學(xué)和西北工業(yè)大學(xué)攻讀碩士研究生，王世雄選擇繼續(xù)跟隨陸志國老師做科研。“遇見這樣一位親自陪伴我們一起做項目、做科研的老師真的很難得。”王世雄倍加珍惜。

提及對項目的未來打算，王世雄希望能進(jìn)一步降低機(jī)器人的成本，使得這項成果能惠及民眾，融入現(xiàn)實生活。“這款機(jī)器人可以替代人去完成一些高難度、危險系數(shù)高的工作，希望通過我們的研究，由機(jī)器人代勞高危工作的時代早日到來。”(完) (段亞巍沈殿成)

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