地下室里捣鼓出“王者”机器人
2012年10月31日 来源： 北京晚报
作为机器人大赛上的“王者”，由北京理工大学学生研发出的这台节肢机器人成为了展会上的明星。
在“科学发展 成就辉煌”大型图片展民生展厅里，一只身披滑板、头戴山地车头盔，造型怪异的“节肢动物”出现在展会现场，引来不少参展者的围观和好奇。
这是什么？原来，这是来自北京理工大学本科在校生研发的“新型节肢机器人”。北京理工大学罗庆生教授告诉记者，它是在2011年获得“第四届全国大学生创新年会”第一名的机器人，是由北理工特种机器人技术研发中心带来的大学生创新成果。
观展 年度“王者”机器人
追踪探测样样行 这只机器人究竟有何能耐？
太空舞、学狗步、螃蟹横行……除了能按照音乐和舞步跳舞外，完成表演后，这只节肢机器人还能举起前轮随观众鼓掌。不仅如此，它能在不同地形条件下采用不同步态高效运动，还具备自动追踪和避障功能，具有一定侦察探测的实用能力……由于具备这些“彪悍”的能力，它曾被参赛大学学生热捧为2011年的“王者”机器人。
罗教授说，这个八条腿、自重8000克的节肢机器人，是2011年几个在校的大三学生研发制造出来的。据介绍，在罗教授等专家的指导下，几名大学生先借鉴国际上已有的机器人样本经验，进行机构分析、结构设计，然后绘制图形、零件加工，最后进行系统调试、样机试验，前后经历了10个月，造出了8条机器腿，学生们又找来一只滑板，装上一顶自行车的头盔，捣鼓出来了这样的一个高科技“玩意儿”。
“这个机器人最大的特点，是采用了40个电机。八条腿，每个上面有5个电机，它可以走48种步态，有48种不同的花样。”罗教授说。
“它自带摄像头。比如对付恐怖分子，人可以不用过去，派这个机器人过去。它身上装了很多传感器，危险的地方会绕开走，探测到障碍可以自己选择路线，腿可以自己抬起来绕过去。既可以人为控制，也可以自动盯准可疑目标。”罗教授介绍说。
“设计上最难的地方是什么？”记者问。
“最难的是8条腿，能够整齐划一地根据不同的地形自主选择行动方式，这表明它具有智能，不是机械地按照人为设计的程序去走。内行人一看这个机器人的水平是非常高的。”罗教授说。
探秘
缩微版“变形金刚” 藏身大学地下室
罗庆生教授向记者透露，前来参展的这只“节肢机器人”还不是最厉害的，更棒的还“藏”在北京理工大学的实验室里。
在罗教授的带领下，记者来到大学生们位于教学楼地下人防内的实验室。不见天日，潮湿又有霉味的三间小屋里，电脑、车床以及各种工具凌乱地摆放着——这就是一系列特种机器人诞生之地。
见有人到来，地下室实验室内的4名大学生放下手中的研究工作，腼腆地看着记者。
“他们是现在千足虫宠物机器人的研发成员。”罗教授向记者一一介绍。他打开地板上的一只灰色行李箱，里面露出一个比节肢机器人关节还要复杂的产品——多关节链节式宠物机器人（千足虫宠物机器人）。
“它也是8条腿，但有46个电机，代表了国内最先进的智能控制技术。”罗教授介绍，这款千足虫宠物机器人刚刚参加完北京市的创新大赛，现场的专家评价很高，唯一的一个问题是提出疑问：“是学生们自己发明的吗？”罗教授笑着说。
随意变形，随意行动——记者看到，这个千足虫宠物机器人简直可以说就是一个真实的缩微版的“变形金刚”。每个体节具有12个自由度，四体节共46个自由度，在舵机和直流电机的驱动下可以实现以轮式、腿式行走为基础的几十种步态，并可跨越一定高度的障碍物，可以适应沙漠、林地、毁坏的建筑内部复杂地形。
“不过，现代的材料器械还无法达到电影中变形技术要求的体积小、功率大、反应快且精准的水平，将来是可以做到的。”罗教授，电影里的变形金刚与现实有一定差距。
几位学生告诉记者，他们正准备给这只千足虫安装更多的腿，不仅可以像节肢机器人一样舞蹈、行走，而且可以像蠕虫一样扭曲、爬行，是名符其实的“千足虫”。“它最难的地方是在于46个电机的重量，这些电机的重量造成机械结构、电路还有程序设计上的困难。”大三女生、研究小组组长莫洋告诉记者。
让记者感到有趣的是，这只机器人也如同北展上那只节肢机器人一样“俭朴”——机器人肢体的连接物居然是CD唱片盒的塑料板。“从淘宝上砍价买下的CD盒，只有十几二十块钱，拆下来就可以作为机器人的装饰。”莫洋笑着说。
罗教授介绍，机器人的材料成本不过2万元左右。实验室里每个学生都是多面手，自己上网砍价、自己用车床加工，从第一次使用游标卡尺到自己用车床车出零部件，这些特别的机器人就是这样诞生的。
罗教授介绍，北京理工大学机电学院特种机器人技术研究中心成立于2005年，除了节肢机器人、千足虫机器人，其他众多的机器人也诞生在这里。他向记者展示了一系列的机器人，包括仿生六足机器人、反恐防暴机器人等在内的多款军用机器人，以及高速智能码垛机器人等在内的多款工业机器人。
罗教授透露，他们正在结合国际上最先进的发明，研发更多尖端的机器人。
对于研发的复杂程度，他仅以其中的一项视觉传感器技术举例说明：“同样的视觉系统，它的功能不同。有的是负责全景的；有的是负责监测路况的，观察路线；有的是负责瞄准的，发现目标如何定位……还有发现目标后，也要考虑如何识别并锁定目标，这不但要有硬件，还有软件……”
“因此，发明一只机器人，包括了电子技术、计算机技术、控制技术、传感技术、通信技术、视觉技术，哪个方面都不可能短缺。机器人技术本身的性质注定了是一种融合体，要求通才型、复合型的研发团队。”罗教授说。(记者 丁文亚 文并摄)
