服務型機器人 - 輪型或雙足?

B0  2015年 11月29日 0:29


最近正好有機會和英國的機器人專家聊天,其中一位專家提到他認為服務型機器人用輪子行走比用腳行走好的多,搞不懂為何許多人還是堅持開發雙足機器人?輪型機器人的確好處多多,移動起來不但流暢而且駕馭靈活,前進、後退、轉彎、加減速都可輕鬆達成。比較起來,雙足機器人行走起來就困難的多了,隨時要保持重心的平衡以避免摔倒,靈活性以及行走速度遠不及輪型機器人。也因為目前雙足機器人在製造成本以及控制、操作難度上比輪型機器人要高,所以目前市面上大部份的服務型機器人都是輪型的。

Service robots in nursing homes: Care-O-bot 3 and CASERO

上面的影片中展示兩台輪型服務型機器人,其中CASERO協助搬運要清洗的衣物;Care-O-bot 3則是可以幫老人倒水,陪老人聊天,提供娛樂。影片中可以注意到,Care-O-bot 3(在安養中心服務老人的機器人)所搭配的機器手臂是KUKA的LBR iiwa,此機器手臂具有人機協同功能,所以可以做到在沒有護欄的情況下使用,並且可以安全的和人進行互動。

那為什麼要開發雙足人型機器人?我在2009年參加韓國一場研討會時聽到一位教授的說法我覺得頗有道理,在這裡跟大家分享,他提到我們人類的體型是屬於細長型,雙腳站立所需的空間非常小。大家可以試試看,你可以很輕易的站進一塊35cm x 35cm的磁磚裡面;同樣的,大家一定也有經驗,電梯看似很滿,但總還是可以再擠進幾個人。因為我們天天都和人互動,已經很熟悉這種空間感。服務型機器人就是要為人類服務、與人互動,所以設計成雙足的人型機器人最能符合這種空間感。相反的,輪型機器人所需要的地板面積相對就比較大了,就會讓人類有不熟悉的感覺,進而產生不安全感。

對於這個議題,我個人的想法相對比較簡單,大家可能都有聽過「多啦A夢、無敵鐵金剛、原子小金剛、鐵人28號、機動戰士鋼彈、魔動王、蓋特機器人...」,這些都是漫畫、動畫上的「人型機器人」。現在(或近代)主導機器人開發的關鍵人物(尤其是日本人),他們的童年都是由這些人型機器人陪著他們一起長大的,傳動&控制科技論壇。我的一位大學同學就一直深信我們系上大樓中庭的水池下面有建造無敵鐵金剛的秘密基地(註:動畫中無敵鐵金剛的發射台就是建造在水池下面)。所以說,對他們而言,打造人型機器人像是一種信仰,不太需要理由去解釋。
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B1  2015年 12月04日 16:59


輪形機器人有辦法克服階梯或是地形高低差異嗎?

原 PO - B2  2015年 12月05日 19:18


感謝您的回覆。的確,輪型的服務型機器人如掃地機器人,最難克服的就是地形。例如光滑地板與地毯、地墊交界處,或是些微不平整的表面都是很大的難題。最近Dyson新發表的掃地機器人Dyson 360 eye,為了克服地形的不平整,特別將輪子改成履帶的架構,以提升運動能力。但還是沒辦法做到上下樓梯或是克服較大的高度段差。

原 PO - B3  2015年 12月10日 22:06


最近剛好跟一位朋友聊到這個話題,他提出的看法也頗有道理:雙足機器人即使不需移動的時候,關節上的馬達也需要消耗電力以隨時控制身體的平衡,這樣的機制對於使用電池的機器人來說大大的降低了充飽電之後的最大可工作時間。相對的輪型機器人在到達定位後可以將馬達斷電剎車以節省電力,比較有優勢。

B4  2015年 12月31日 9:58


在心理層面上,
我們會開發機器人,就是希望機器可以像人
顯而易見的是,足型機器人在外觀上遠比輪型更像我們
在服務上,我們更能覺得像是跟人在互動

拉近距離,不就是人與人之間最棒的事嗎?

原 PO - B5  2016年 01月03日 22:27


最近拜訪日本軟體銀行,與其服務型機器人Pepper的開發者交流,也有聊到未來是否有開發雙足型Pepper的打算?他的回答是否定的,原因有二:
一、Pepper目前售價僅5萬多台幣,若改為雙足型勢必要增加馬達的數量,會使體成本提高,對於打入一般家庭市場較為不利。
二、Pepper目前續航力為12小時,若增加馬達的數量會導致續航力下降。

B6  2016年 02月25日 18:12


boston dynamics最新的雙足機器人,可在崎嶇雪地行走,搬運重物,摔倒了也可以自己爬起來,也可以像人一樣開門
馬上回應....

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