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(shí)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(jī)器人領(lǐng)域!
抖空竹機(jī)器人
這個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
開發(fā)的空竹機(jī)器人
同時，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”——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(yùn)動的關(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(jìn)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(jī)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(yùn)動軌跡，預(yù)測兩根小棒頂端的運(yùn)動軌跡，來生成機(jī)器人抖空竹的軌跡。如此一來，機(jī)器人就能變身雜耍達(dá)人，花式玩轉(zhuǎn)空竹~
MPC方法的具體過程
最后，研究人員在真實(shí)的機(jī)器人系統(tǒng)上進(jìn)行測試，并成功解鎖了人機(jī)共抖空竹的炫技場景。
03
從抖空竹，看未來人機(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(jī)器人來說，抖空竹其實(shí)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(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
歐家的空竹機(jī)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(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）
