中俄大学生机器人比赛 南航机器人拿最佳创意奖

中国机器人网 2011-11-04

机器人

1401 字丨阅读本文需 3 分钟

中广网南京11月2日消息(记者姚东明 通讯员李昕彧 王宇宁)2日上午,记者在南京航空航天大学机械工程与自动化实验室看到了9个神奇的“基于全局视觉的可重构机器人”。整齐的阵容,从容不迫的步伐,清一色的造型,再加独一无二的特殊标记给记者留下了深刻印象。它们刚刚在首届中俄工科大学联盟大学生机器人比赛中获得最佳创意奖。      9兄弟都是身披黑色战甲的正方体小机器人,身长在11厘米左右。乍看上去,9兄弟都是一样的构造,但仔细看来它们每个正方体顶面却都有着个性的彩条。可别小看这些看上去像魔方一样的9兄弟,它们在任务需要的情况下,可以重新组合构型,因此它们不但能独立运作,单兵作战,更可重构为大型机器人从而实现单体机器人无法完成的任务。记者在现场看到,它们每一个都可以独立行走,转圈,还可以通过磁盘吸附,像小火车一样连成一列或方阵,从而完成长龙过桥、转动方向、统一表演与行走等动作。      9兄弟的活动场地就是一块酷似乒乓球桌的长度2.4cm.宽度1.8cm的长方体薄板,这块板可以根据需要,从中断裂开来,供机器人组合后的过桥表演。为了避免光线反射,木板上还铺着一层厚厚的黑色毛毡。奇特的是,横贯在模板上方两米高的地方驾着像门框一样的横梁和支架,抬头看还可以发现在横梁的中部绑着一个小型摄像头,这些奇怪的装置,再加上一台计算机,这就是机器人的全部秘密了。据该团队成员南京航空航天大学机械电子工程专业研一的周成锋介绍,首先摄像头扫视全场,将图像传输到计算机上,计算机通过图像处理获取机器人的位置与方向。进而启动下一步指令。通过计算机无线控制各机器人,从而形成了一个闭环控制系统。“看到机器人的编号了吧”周成峰指着小机器人顶面那些个性的彩条对记者说“每个机器人头上都有长方形红色的彩纸,是为了控制位置与方向,而其他颜色的彩纸是为了编号用,因为这9个机器人在编程的时候要分别编写。”      造型简单的机器人9兄弟们内部构造可不简单:一层隔板将其分为两半,上部分是电路,控制芯片和开关,下部分则是动力部分,包含电池,120度的转向舵机以及两个轮子。   9兄弟之所以能够有秩序的行走和组合,也不会互相打架和牵绊,主要是全局视觉和控制系统的作用;而小机器人能够完成转圈,转向则是方向舵的功劳。且看,电脑程序点击开始,整齐的排成九宫格形状的9个小机器人以列队开始移动至固定位置,缓缓分散开来,进行转圈行走的等表演均自主完成。      最精彩的莫过于组合的表演,中间的3兄弟首先依靠电磁铁吸附在一起,前后列的机器人依次由左右两个方向靠近,最后成功完成一列长龙小火车般的拼接组合。为了目标的准确吸附,学生们还精巧的在小机器人的四个侧面的设计上加了导向锥,便于机器人精准的进行导向拼接。一米左右长的小火车队列原地旋转几圈后,依次开始转动方向,调整姿态,随后脚下的木板缓缓分开,小火车一鼓作气开始穿越木板空隙,表演长龙过桥。过桥后随即分散回到自己固定位置,整个表演从容不迫,严谨有序。      项目指导老师、南京航空航天大学机电学院教授赵东标介绍说,随着现代科学技术的发展,机器人技术也不断提高,传统机器人因其自身机械结构的限制,很难适应工作环境和工作任务的变化。可重构机器人是由一些具有各种几何尺寸和功能特征的可互换机器人模块组成的机器人群,可独立工作,也可重构成比较大的机器人进行工作,可以适应不同工作环境的需要。“例如,在地震救援中人们无法准确地知道废墟下待救者的具体环境状况,因为要求使用一种能根据新的工作环境和新的工作任务要求来改变自身结构的机器人去完成工作任务,这时我们的机器人9兄弟就能派上用场了。在未来,这种可重构机器人还可以广泛运用于军事和工业方面。”

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