中國AGV網(wǎng)(m.wnmc.org.cn)援引外媒消息，意大利研究所(IIT)最近一直在探索，可以讓類人機(jī)器人能飛的想法。為了有效地控制飛行機(jī)器人、物體或車輛的運(yùn)動(dòng)，研究人員需要預(yù)估螺旋槳產(chǎn)生的推力強(qiáng)度的系統(tǒng)，從而使它們能夠在空中移動(dòng)。

(iRonCub機(jī)器人。圖片來源：Istituto Italiano di Tecnologia。)

由于推力難以直接測量，因此需要根據(jù)機(jī)載傳感器收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行估算。IIT的團(tuán)隊(duì)最近推出了一個(gè)新框架，可以估計(jì)未配備推力測量傳感器的飛行多體系統(tǒng)的推力強(qiáng)度。該框架發(fā)表在IEEE Robotics and Automation Letters上的一篇論文中，最終可以幫助他們實(shí)現(xiàn)他們設(shè)想的飛行類人機(jī)器人。

研究人員創(chuàng)建的推力估計(jì)框架顯著簡化了飛行機(jī)器人的設(shè)計(jì)并降低了制造成本，因?yàn)樗恍枰谕苿?dòng)機(jī)器人的每個(gè)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)上安裝力傳感器。該框架不是使用力傳感器數(shù)據(jù)來估計(jì)推力，而是將兩種不同的信息源組合到一個(gè)單獨(dú)的估計(jì)過程中。

該框架使用的第一個(gè)信息源來自一個(gè)模型，該模型將發(fā)送到噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的命令與產(chǎn)生的推力相關(guān)聯(lián)。這是一個(gè)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型，根據(jù)研究人員收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練。

進(jìn)行這項(xiàng)研究的人工智能和機(jī)械智能實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人Daniele Pucci說：“我們首先建立了一個(gè)特別的實(shí)驗(yàn)裝置，它看起來很像一個(gè)防火和防彈室，用于放置噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)并安全地運(yùn)行實(shí)驗(yàn)。然后，通過使用此設(shè)置，我們從噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)收集了輸入/輸出數(shù)據(jù)，并選擇了描述發(fā)動(dòng)機(jī)行為的模型。為此，我們以我們之前的一項(xiàng)工作為基礎(chǔ)?！?/p>

團(tuán)隊(duì)框架用來估計(jì)推力的第二個(gè)信息來源是整個(gè)機(jī)器人的所謂“質(zhì)心動(dòng)量”。這是機(jī)器人專家用來開發(fā)類人系統(tǒng)來控制和估計(jì)他們的運(yùn)動(dòng)的價(jià)值。

如果單獨(dú)使用它們，團(tuán)隊(duì)框架使用的兩個(gè)信息源都會(huì)有很大的局限性。例如，如果噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)始終以完全相同的方式運(yùn)行，他們使用的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型只能準(zhǔn)確估計(jì)推力。然而，噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的性能可能因各種不同的環(huán)境因素而異。

為了評(píng)估他們的框架的有效性，Pucci和他的同事在一個(gè)新開發(fā)的機(jī)器人iRonCub上對(duì)其進(jìn)行了測試，iRonCub是集成噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)的iCub機(jī)器人的進(jìn)化版本。雖然該團(tuán)隊(duì)已經(jīng)在這個(gè)機(jī)器人上工作了一段時(shí)間，但他們直到最近才能夠展示其全套功能。

Pucci說：“處理噴氣式機(jī)器人并不是一件容易的事，因?yàn)閲姎馐娇諝鉁囟瓤赡苓_(dá)到700攝氏度，空氣速度可能具有超音速特征，流速約為1800公里/小時(shí)。出于這個(gè)原因，我們制定了嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)程序和協(xié)議，使我們能夠安全地使用iRonCub。在這方面，我們的研究團(tuán)隊(duì)必須克服一些與經(jīng)典機(jī)器人研究相去甚遠(yuǎn)但更接近于那些與傳統(tǒng)機(jī)器人研究相關(guān)的問題和問題。航空電子設(shè)備?！?/p>

(開發(fā)iRonCub的團(tuán)隊(duì)。圖片來源：Istituto Italiano di Tecnologia。)

雖然到目前為止研究人員只在他們的人形機(jī)器人iRonCub上測試了推力估計(jì)框架，但它也可以應(yīng)用于其他具有不同身體結(jié)構(gòu)的飛行機(jī)器人。這包括可重新配置的飛行機(jī)器人，可以改變形狀或配置以執(zhí)行特定操作的系統(tǒng)。

如果應(yīng)用于噴氣動(dòng)力飛行箱，研究人員開發(fā)的推力估計(jì)框架可以為在偏遠(yuǎn)地區(qū)運(yùn)送各種產(chǎn)品(包括食品和藥品)開辟新的機(jī)會(huì)。如果獲得歐盟或科學(xué)基金會(huì)的資助，Pucci和他的同事們希望更深入地探索這種可能的應(yīng)用。同時(shí)，該團(tuán)隊(duì)計(jì)劃繼續(xù)開發(fā)iRonCub，專注于其飛行能力。他們的希望是最終推出第一個(gè)能夠進(jìn)行地面和空中運(yùn)動(dòng)的可靠且高性能的人形機(jī)器人。

作為中期研究目標(biāo)，Pucci的兩位同事Affaf Momin和Hosameldin Awadalla計(jì)劃改進(jìn)他們使用人工智能 (AI) 和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)計(jì)算工具創(chuàng)建的推力估計(jì)框架。隨后，他們的同事Giuseppe L'Erario將專注于將這些算法集成到控制器中，以統(tǒng)一機(jī)器人的行走、操縱、跑步、起飛和水平飛行策略。