東北大學研發(fā)出“隔空取物”智能機器人。

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

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

目前，機器人市場呈現(xiàn)“啞鈴型”的發(fā)展狀態(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，如掃地機器人。針對市場現(xiàn)狀，王世雄帶領(lǐng)團隊選擇從中端市場入手。

該團隊使用運動捕捉設備獲取人的肢體運動數(shù)據(jù)，通過網(wǎng)絡傳輸給機器人，送達至機器人的每一關(guān)節(jié)，實現(xiàn)機器人與操作者在肢體運動上的協(xié)同效果。機器人身上安裝有雙目攝像頭，采集機器人的環(huán)境信息，通過網(wǎng)絡傳輸?shù)讲僮髡叨说腣R設備，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，團隊還在機器人和操作者兩端安裝了語音采集和播放設備，借助網(wǎng)絡傳輸，可實現(xiàn)兩個空間語音的實時交互。

與國內(nèi)現(xiàn)有輪式機器人相比，這款機器人的創(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。因俯身動作易造成機器人重心不穩(wěn)，所以輪式機器人腰部一般不設計彎曲機構(gòu)或僅設計有較小角度的俯身功能，限制了機器人的手部運動范圍。據(jù)此，該團隊創(chuàng)新設計了連桿滑塊俯身機構(gòu)，實現(xiàn)膝關(guān)節(jié)和髖關(guān)節(jié)的聯(lián)動。當髖部向后下方移動時，機器人的重心偏移范圍較小，保證了機器人的整體穩(wěn)定性。

機身結(jié)構(gòu)方面，王世雄團隊遵循輕量化和模塊化的設計原則，采用板材搭配結(jié)構(gòu)件的方式，較好地控制了機器人的重量和成本。機器人身高1.5米，整重35千克，指標均低于同等體積、同等自由度的仿人機器人。更重要的是，機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器人造價的50%。

基于這一創(chuàng)新項目，王世雄團隊已申請發(fā)明專利2項，實用新型專利2項，外觀設計專利1項，并在2018年網(wǎng)絡工程和信息安全國際會議上發(fā)表學術(shù)論文1篇；先后獲得第六屆全國“TRIZ”杯大學生創(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，團隊中的王凱、蘇卓兩位成員分別保送到清華大學和西北工業(yè)大學攻讀碩士研究生，王世雄選擇繼續(xù)跟隨陸志國老師做科研?！坝鲆娺@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，王世雄希望能進一步降低機器人的成本，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，由機器人代勞高危工作的時代早日到來?！?/p>