1. 跳轉至内容
  2. 跳轉至主選單
  3. 跳轉到更多DW網站

德國機器人能獨自上坡

2007年7月13日

哥廷根大學研製成功機器人,具有獨自爬坡登頂的能力,並創下行走速度最快記錄:每秒0.8米

https://p.dw.com/p/BFUs
機器人時代來了圖片來源: picture-alliance/dpa

取名為「奔跑機器人(RunRob)」的這個兩腿機器終於習得獨自上坡的能力。前3次試驗中,RunRob每次都在半坡高度後仰摔倒。但是,從第4次試驗起,這個精力無限的小傢伙便每回都能以恰當的步伐越過「高坡」,並繼續靈活輕鬆前進。

電腦生物學成果

研究小組以哥廷根大學專家沃爾格特為首。RunRob控制系統的榜樣是人類神經開關電路。專家們的目標是,盡量根據人類生物學原理來安排各種金屬元件、晶片、電纜、引擎和神經網路。專家小組在新近一期的電腦生物學雜誌「PLoS Computational Biogogy(第3卷第7期) 」上介紹了RunRob的習得成果。

人類在走路的時候一般不用經過思考。簡單地說,大腦只需下達命令:「走,走到對面的車站去」,餘下的事情就完全由下面一級的神經電路開關和神經元自動解決了。感官細胞隨後反饋有關肌肉張力、關節位置、與地面的接觸等等訊息。

哥廷根大學「伯恩斯坦電腦神經科學中心」教授沃爾格特和同事們稱之為等級現象。在這裡,自由意念是最高層,其下是反射和自動調控。根據這一原理,科學家們也給這個兩腿機器安置了具有習得機制的等級系統。就像人類那裡,控制過程也是經由最高層逐級抵達最低層。當然,這個會走路的機械需要有一個引導棒。一如油磨坊的驢,引導棒將機器人限制在一個環形軌道內。

一個「紅外眼」確認RunRob前面的坡度,控制系統立即做出自動調節,適應新情況。一段已上網的錄象顯示這個機器人的習得過程:起先,機器人未能即使調節身體上端的重量,一下子便向後摔倒;漸漸地,機器人就學會了如何調節自重,以便繼續往前行;在第三次試驗中,當各個電子肢體做出恰當的動作時,它便一舉克服了障礙。在這一過程中,這個自導機器人的軟體模擬著項互串聯的神經細胞組成的複雜網路。

RunRob現在就已創下多項記錄:按腿長計算,它是迄今所有雙腿行走機械人中速度最快的。科學家們報告說,23釐米高的RunRob每秒能走出3.5倍於腿長的距離。科學家們分別用4個引擎模仿製造了左右臀部和膝蓋。