抖空竹在中國有悠久的歷史

它初看起來像是在玩一個大型悠悠球

其實它可是一件難度系數(shù)較高的技術(shù)

當(dāng)抖動空竹做出花樣技巧時

人的上肢肩關(guān)節(jié)、肘關(guān)節(jié)、腕關(guān)節(jié)

下肢胯關(guān)節(jié)、膝關(guān)節(jié)、踝關(guān)節(jié)

加之頸椎、腰椎都需要巧妙配合

最近，抖空竹還火到了機器人領(lǐng)域!

抖空竹機器人

這個抖空竹如行云流水般的家伙

就是歐姆龍集團下SINIC X公司

開發(fā)的空竹機器人

同時，它還能進行人機協(xié)作

實現(xiàn)AI與傳統(tǒng)的巧妙碰撞!

抖空竹機器人

　　01

　　“化繁為簡”——空竹模型誕生!

　　抖空竹的核心在于繩子，要模擬繩子的運動軌跡并不容易，原因在于空竹和繩子之間的相互作用是十分靈活的。

　　除此以外，影響繩子摩擦力的因素還有很多，因此，在實際操作時往往難以測量或具象化這些因素。

　　歐姆龍研發(fā)的空竹模型(Diabolo Model)“化繁為簡”，簡化了原本抖空竹的復(fù)雜動作，用一個橢圓來表示繩子的軌跡，力與運動的關(guān)系也得以更方便地計算。

橢圓空竹模型

　　為確保模型的準(zhǔn)確性，歐家研究人員通過記錄人們花式抖空竹的過程，形成了一個數(shù)據(jù)集，并將這一數(shù)據(jù)集和模型進行對比。

　　我們驚訝又欣喜地發(fā)現(xiàn)，在精度與物理一致性上，模型的表現(xiàn)結(jié)果都超過了預(yù)測水平。

研究人員記錄人們抖空竹過程的數(shù)據(jù)

　　02

　　機器人“花式”玩空竹的秘訣

　　在空竹模型的研發(fā)過程中，研究人員描述了一種基于最優(yōu)控制的方法「基于模型的預(yù)測控制」(Model-based Predictive Control，MPC)。

　　這一方法能在輸入空竹的速度和位置數(shù)據(jù)后，通過優(yōu)化其中一根小棒的運動軌跡，預(yù)測兩根小棒頂端的運動軌跡，來生成機器人抖空竹的軌跡。如此一來，機器人就能變身雜耍達人，花式玩轉(zhuǎn)空竹~

MPC方法的具體過程

　　最后，研究人員在真實的機器人系統(tǒng)上進行測試，并成功解鎖了人機共抖空竹的炫技場景。

　　03

　　從抖空竹，看未來人機共融

　　由于抖空竹主要是依靠慣性進行操作，如果用真正的機器臂來訓(xùn)練這樣的高加速度任務(wù)，不僅成本會很高，而且操作起來存在一定的危險性。

　　而對于機器人來說，抖空竹其實是一個挑戰(zhàn)遞增、激勵不斷的絕佳學(xué)習(xí)過程。

歐姆龍第六代FORPHEUS乒乓球機器人

　　OMRON SINIC X公司這次的研發(fā)，目的在于推進機器人精細控制和人機協(xié)作，這也是歐姆龍繼FORPHEUS乒乓球機器人后的又一力作，是歐姆龍深耕機器人領(lǐng)域，不斷探索的成果。

未來

歐家的空竹機器人將會持續(xù)升級

繼續(xù)挑戰(zhàn)更多復(fù)雜動作

我們還將發(fā)布該模型作為獨立模塊

和Gazebo插件以供學(xué)習(xí)

不斷刷新人機共融的新境界

（轉(zhuǎn)載）