抖空竹在中國(guó)有悠久的歷史

它初看起來(lái)像是在玩一個(gè)大型悠悠球

其實(shí)它可是一件難度系數(shù)較高的技術(shù)

當(dāng)抖動(dòng)空竹做出花樣技巧時(shí)

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(jī)器人領(lǐng)域!

抖空竹機(jī)器人

這個(gè)抖空竹如行云流水般的家伙

就是歐姆龍集團(tuán)下SINIC X公司

開(kāi)發(fā)的空竹機(jī)器人

同時(shí)，它還能進(jìn)行人機(jī)協(xié)作

實(shí)現(xiàn)AI與傳統(tǒng)的巧妙碰撞!

抖空竹機(jī)器人

　　01

　　“化繁為簡(jiǎn)”——空竹模型誕生!

　　抖空竹的核心在于繩子，要模擬繩子的運(yùn)動(dòng)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(shí)際操作時(shí)往往難以測(cè)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(jiǎn)”，簡(jiǎn)化了原本抖空竹的復(fù)雜動(dòng)作，用一個(gè)橢圓來(lái)表示繩子的軌跡，力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系也得以更方便地計(jì)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(guò)記錄人們花式抖空竹的過(guò)程，形成了一個(gè)數(shù)據(jù)集，并將這一數(shù)據(jù)集和模型進(jìn)行對(duì)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(guò)了預(yù)測(cè)水平。

研究人員記錄人們抖空竹過(guò)程的數(shù)據(jù)

　　02

　　機(jī)器人“花式”玩空竹的秘訣

　　在空竹模型的研發(fā)過(guò)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(cè)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(guò)優(yōu)化其中一根小棒的運(yùn)動(dòng)軌跡，預(yù)測(cè)兩根小棒頂端的運(yùn)動(dòng)軌跡，來(lái)生成機(jī)器人抖空竹的軌跡。如此一來(lái)，機(jī)器人就能變身雜耍達(dá)人，花式玩轉(zhuǎn)空竹~

MPC方法的具體過(guò)程

　　最后，研究人員在真實(shí)的機(jī)器人系統(tǒng)上進(jìn)行測(cè)試，并成功解鎖了人機(jī)共抖空竹的炫技場(chǎng)景。

　　03

　　從抖空竹，看未來(lái)人機(jī)共融

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

　　而對(duì)于機(jī)器人來(lái)說(shuō)，抖空竹其實(shí)是一個(gè)挑戰(zhàn)遞增、激勵(lì)不斷的絕佳學(xué)習(xí)過(guò)程。

歐姆龍第六代FORPHEUS乒乓球機(jī)器人

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

未來(lái)

歐家的空竹機(jī)器人將會(huì)持續(xù)升級(jí)

繼續(xù)挑戰(zhàn)更多復(fù)雜動(dòng)作

我們還將發(fā)布該模型作為獨(dú)立模塊

和Gazebo插件以供學(xué)習(xí)

不斷刷新人機(jī)共融的新境界

（轉(zhuǎn)載）