Snapbot是迪士尼研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)的最新機(jī)器人。有一個(gè)主體和六個(gè)可分離的腿，蜘蛛模樣的形式是模塊化的，可以以許多不同的方式重新配置不同類型的移動(dòng)。

是什么讓Snapbot與眾不同

Snapbot開發(fā)的重點(diǎn)是其可重新配置的能力，同時(shí)仍然保持機(jī)動(dòng)性。無論只有一條腿相連，還是完整的六條腿相連，機(jī)器人仍然能夠行走。

雖然以前有很多關(guān)于腿型機(jī)器人(單足、雙足、四足、六足等)的可變結(jié)構(gòu)的研究，但大多數(shù)這些機(jī)器人都有基于模型的設(shè)置。所以，你可以把機(jī)器人設(shè)置成三條腿的方案，裝上三條腿，然后看著機(jī)器人走。

通過Snapbot，嵌入式算法“讀取”機(jī)器人的配置，并相應(yīng)地調(diào)整其運(yùn)動(dòng)模式。這意味著在“受傷”后，比如失去一條腿，它可以適應(yīng)自己的行為。

Snapbot的組成部分

snapbot的硬件由3D打印機(jī)身和六條腿組成。

主體是機(jī)器人的中心樞紐。它的形狀像一個(gè)六邊形，六邊為六只腿提供了接口，底部有六個(gè)三角形支撐，可以減少機(jī)器人與地面的摩擦。

它配備了一個(gè)7.2伏的鋰離子電池，為機(jī)器提供無栓電源。它還有一個(gè)OpenCM9.04單片機(jī)，為機(jī)器提供處理能力。微控制器用四個(gè)鉚釘連接到車身框架上，來自微控制器的數(shù)據(jù)被定向到兩個(gè)集線器，每個(gè)集線器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)饺齻€(gè)最近的支點(diǎn)。

身體的總寬度接近3英寸，包括電池和電子設(shè)備在內(nèi)的重量約為0.4磅。

然后，每個(gè)模塊腿以放射狀的形式附著在主體上，這與Anthrobot不同，Anthrobot有6條腿，每條腿在主體的兩側(cè)各有3條腿。

Snapbot最多可以連接6條腿，但有三種腿可以提供三種不同的移動(dòng)方式。三種腿型分別是滾轉(zhuǎn)、偏蕩和偏蕩。每條腿都是3D打印的，作為一個(gè)單一的關(guān)節(jié)部分，不能拆卸，每個(gè)使用Dynamixel XL-320位置控制伺服。腳上有一個(gè)橡皮頭，可以幫助腿承受運(yùn)動(dòng)帶來的壓力和沖擊。

這條腿的設(shè)計(jì)重點(diǎn)是保持零件的輕量，同時(shí)仍然允許一定程度的結(jié)構(gòu)完整性。每條腿的重量在0.19到0.026磅之間，這取決于腿的類型。

那么是什么啟發(fā)了Snapbot呢

和其他受到自然啟發(fā)的機(jī)器人一樣，Snapbot也受到了動(dòng)物的啟發(fā)。他們特別關(guān)注那些有能力根據(jù)環(huán)境改變配置的人。像海星這樣的動(dòng)物不僅能像人一樣從坐著的姿勢(shì)變成站著的姿勢(shì)，它們還能主動(dòng)地從一個(gè)肢體上分離出來以躲避捕食者，然后再重新長(zhǎng)出肢體。

研究報(bào)告還引用了昆蟲在失去六條腿中的一條或多條后仍能行走的能力。它還引用了青蛙經(jīng)歷的蛻變——長(zhǎng)了兩對(duì)腿，失去了一條尾巴。

在設(shè)計(jì)機(jī)器人的過程中，研究人員還研究了其他模塊化機(jī)器人系統(tǒng)，這些系統(tǒng)有更小的模塊部件和統(tǒng)一的聯(lián)軸器。此外，研究人員還研究了機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)是如何被用來創(chuàng)造能夠適應(yīng)環(huán)境變化或配置變化的機(jī)器人的。

它是如何工作的——細(xì)木工

機(jī)器人的腿是通過磁力分離和重新連接的。機(jī)器人的每條腿由四個(gè)磁鐵組成，可以很容易地把腿拉下來，或者把后腿放到身體上。磁體也被安排使用極性限制連接到正確的部分方向。

但這些不是簡(jiǎn)單的磁鐵接頭。在每個(gè)聯(lián)軸器的中心是一個(gè)8針彈簧負(fù)載電連接器。這個(gè)連接器傳輸電力給腿，和數(shù)據(jù)告訴腿做什么。

它是如何工作的——運(yùn)動(dòng)力學(xué)

在Snapbot中，安置在機(jī)器人中心的微控制器是移動(dòng)算法的起源。該微控制器實(shí)時(shí)工作，確定機(jī)器人的腿的配置;然后它根據(jù)附著的腿的數(shù)量來確定它的運(yùn)動(dòng)路徑。

對(duì)于這個(gè)迭代，Snapbot的移動(dòng)被限制在直線前進(jìn)，但是處理器仍然有很多變量需要計(jì)算。只有一種類型的腿有14種不同的腿構(gòu)型，但是有三種類型的腿，有700種可能的腿構(gòu)型。

為了評(píng)估腿的當(dāng)前配置，控制器在每條腿上ping伺服器，以確定附加的腿的類型。它通過連接伺服器數(shù)據(jù)線和控制器的連接器銷確定每種類型的腿的位置。這種配置掃描每100毫秒進(jìn)行一次。

然后處理器根據(jù)配置計(jì)算正運(yùn)動(dòng)學(xué)。腿部運(yùn)動(dòng)的三種類型是劃船、爬行和行走。當(dāng)只有一條腿時(shí)，機(jī)器人會(huì)用劃槳的動(dòng)作來拖動(dòng)身體。在任何兩腿配置的變化，機(jī)器人使用一個(gè)爬行運(yùn)動(dòng)，最大化滾動(dòng)關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)創(chuàng)造更好的地面接觸到腳和拖動(dòng)身體。在有可能走路的腿組合中，Snapbot可以將身體從地面抬起來，用兩條對(duì)角線的腿向前走。

Snapbot的未來開發(fā)

Snapbot演示了使用模塊化腿的可變配置模型和使用實(shí)時(shí)機(jī)器學(xué)習(xí)的適應(yīng)性，而這個(gè)機(jī)器人是公司發(fā)現(xiàn)過程中的一塊墊腳石。

它“將被用于進(jìn)一步的腿部運(yùn)動(dòng)研究，”迪斯尼研究公司說。特別值得一提的是，研究小組計(jì)劃探索Snapbot如何從進(jìn)化算法和傳感器(如攝像頭)的增加中獲益。

審核編輯黃昊宇