20世纪80年代开始,我国相关高校和科研院所对四足机器人展开系统研究。虽然基础较弱、起步较晚,但得到了国家的极大重视,其研究列入了国家"863"计划。目前,国内有关四足机器人研究的中坚力量主要集中在高校和少数研究机构,其中上海交通大学、清华大学、山东大学、北京理工大学、同济大学等高校的研究工作及其成果比较具有代表性。
臭氧在大气中达到一定的浓度时就会造成环境污染。臭氧浓度是指单位体积内臭氧所占的含量,呼吸浓度过高或者长时间呼吸浓度较高的臭氧对人的身体有害。在居住环境,臭氧浓度超过0.1mg/m3时就会构成空气污染;在作业场所,臭氧浓度超过0.2mg/m3时就构成污染。
国内最早进行四足机器人研究的是以上海交通大学马培荪教授为主的研究人员。他们研制的关节式哺乳动物型四足机器人JTUMM—III,整体有12个自由度,采用直流伺服电机进行驱动,利用它的足端压力传感器,通过位置和力的混合控制,实现了机器人的低速动态行走运动。
连上4G网络,所有检测数据能实时传输到笔记本电脑,精准定位臭氧污染区域。“臭氧不影响能见度,人类感官难察觉到。据悉,该设备在点军区、伍家岗区试点,取得了良好效果。目前,该市生态环境局已筹集20余万元,新购入6台检测设备,拟在城区推广应用。
从地区分布上说,国外对四足机器人的研究起步早、基础厚、水平高。对四足器人的驱动方式、运动形式、稳定依据判定等存在技术分歧的部分都进行过各种技术探索与科学尝试,多传感器融合技术也得到初步验证。尤其应当看到的是,美国由于军方的介入,其最新一代样机已经接近实用,这使其居于世界领先的地位。
为应对夏日频发的臭氧污染,宜昌市引入了“黑科技”臭氧监测走航设备。2019年7月11日上午,该设备亮相宜昌市生态环境局伍家岗分局。从外观看,该设备仅有路由器大小,但工作效率可不低。该设备内部配备有可检测PM2.5、PM10及臭氧浓度的多个精密传感器,现在,载有臭氧检测设备的车辆出去溜一圈,PM2.5、PM10和臭氧的浓度就能瞬间掌握。
国内对四足机器人的研究因起步晚、基础弱、水平低,特别是在系统理念、关键器件、基础术等方面存在较大差距等原因,在四足机器人的行进速度、负载能力等硬性指标上以及针对地形和扰动的自适应控制技术方面均和国外研究水平相差甚远,需要奋起直追,迎头赶上。
从技术层面看,四足机器人从最初的完全人工操作到现在具有一定的智能化程度其相关技术如计算机视觉、自动控制、人工智能、步态规划和能源供应等都取得了较大的进展。此外,四足机器人的行走模式经过了一个漫长的发展时期,从最初的静态稳定步行到特定环境中的动态稳定步行,再到在非结构化环境下的较为实用的动态定步行,四足机器人在步行适应性方面已经有了长足的进步。随着微处理器性能的步提升,越来越先进的理论和算法被应用到四足机器人的步态控制中,通过控制统、机械系统、环境之间的相互耦合传递运动,使四足机器人具有良好的稳定性和适应性。
四足机器人商用之路走向何方?
对于四足机器人而言,不管是对于建筑安全还是配送、家庭领域,其实目前都存在不小的商用难题。一方面是这些领域早有类似的机器人、无人机等先行入局,四足机器人向再进去分一杯羹不太容易;另一方面,四足机器人的定价相对昂贵一些,应用和维修成本不菲,导致商用落地困难。
目前四足机器人产品已经进入商用的公司并不多,波士顿动力算其中之一。拿波士顿举例,目前,波士顿动力已经为四足机器人找好了三大商用场景,即建筑安全、配送和家庭服务。但其实适合四足机器人落地的场景还有很多,比如道路巡检、医疗运输、农林植保等等,因此四足机器人企业不妨开展更多领域的尝试,拓展和深化商用范围。
而在价格上,我们知道四足机器人的研发制造本来就难度巨大、成本不低,但只有物美价廉了,产品才能为市场更多的青睐和追捧。因此企业需要进一步探索技术升级的可能性,以及从原材料、制造方式等方面对价格空间进行压缩。