“章魚俠”來了！

遠看，它長有六爪，在地上靈活穩(wěn)健地行走，酷像一條章魚，在深海中自在地游弋；近觀，頗有“鋼鐵俠”之風(fēng)范，鋼足鐵骨，想象它在火海水災(zāi)核難中穿行、救援，恰像一位無畏艱險的英雄。

可是它既不是章魚，也不是“鋼鐵俠”，而是“章魚俠”機器人，是上海機器人家族中的一名“新丁”，由上海交大機械與動力工程學(xué)院高峰教授帶領(lǐng)團隊自主研發(fā)而成。

別看是“新丁”，“章魚俠”本領(lǐng)卻非同尋常。哪里最危險，哪里就有它的身影。其移動自如的“六足”具有良好的復(fù)雜環(huán)境適應(yīng)能力，可在核輻射、水下和火災(zāi)等極端環(huán)境下完成搬運、搜索、探測和救援作業(yè)等任務(wù)，讓極端條件下的遠程救援成為可能，標志著我國救援機器人邁入國際先進行列。

“章魚俠”成救援“超人”

當(dāng)某個廠房或民居發(fā)生大火，火勢蔓延，消防隊員無法進入，而“火海”中有百姓和物資需要搶救，在這種情況下如何開展救援？

當(dāng)某地發(fā)生9級以上地震且余震不斷，通訊中斷，斷壁殘垣加上地震產(chǎn)生的大量高溫和高輻射蒸汽，阻斷著救援工作。如何第一時間了解災(zāi)區(qū)情況，搶險救人？

一旦發(fā)生如2011年日本福島一般的核電站災(zāi)難，在高溫、高壓、高輻射的極端環(huán)境下進行處理和救援，如僅靠人力，必然會產(chǎn)生很大的傷亡和損失。

這些絕地情形，正是“章魚俠”機器人大顯身手之處。

高峰教授介紹說，救援機器人需要具備適應(yīng)各種不同地形環(huán)境的靈活穩(wěn)定的運動能力、環(huán)境實時感知能力，以及自律控制與人機交互協(xié)同的遠程操控能力。這些都是仿生救援機器人的前沿技術(shù)。

圍繞這些前沿技術(shù)，高峰團隊提出了既有很高承載、又有較大工作空間的仿生并聯(lián)機構(gòu)，研制出高頻、高響應(yīng)的機器人伺服運動控制和規(guī)劃技術(shù)，實現(xiàn)了機器人的高速、高精度控制。“章魚俠”具有較好的抗慣性力擾動的平衡能力，能夠在熱浪和強氣流中保持穩(wěn)定平衡。

被高端技術(shù)“全副武裝”的“章魚俠”，化身為救援“超人”。通過遠程人機結(jié)合，它可以深入極端復(fù)雜危險環(huán)境，完成搬運、搜索、探測和救援作業(yè)等多種任務(wù)。

可背400斤重物，在極端條件下靈活行走

“章魚俠”機器人高約1米，最大伸展尺寸是1.5×1.5米，采用了特殊的腿部設(shè)計，每條腿都裝有3個電機，由18個電機驅(qū)動，能負重400斤，腿腳可實現(xiàn)18個自由度變換，能夠靈活地沿各個方向穩(wěn)定行走，時速可達1.2千米/小時。

高峰教授介紹，“依靠安裝在腹部或者背部的設(shè)備，機器人可以充當(dāng)一個穩(wěn)固的移動操作平臺，執(zhí)行搬運、打孔等作業(yè)；當(dāng)用“四爪”站立時，空出的“兩爪”便可當(dāng)“兩手”完成擰動閥門，清理事故現(xiàn)場等作業(yè)。

“章魚俠”機身采用完全對稱的設(shè)計，可以不分前后，在任意方向快速運動，擁有很強的機動性和避障能力。任何時刻總有3條腿穩(wěn)穩(wěn)地作為支撐。依靠現(xiàn)代化的通訊、控制手段，機器人能對抗干擾，準確地執(zhí)行人們的指令。于是，“章魚俠”宛如現(xiàn)實版的“蜘蛛俠”，能深入災(zāi)區(qū)，代替人們完成最危險的工作。

“章魚俠”的能力遠不止如此，采用各種不同的防護后，它還能在水下環(huán)境中作業(yè)，在火災(zāi)現(xiàn)場或有毒環(huán)境中完成救災(zāi)任務(wù)。

“章魚俠”打破國際壟斷

步行機器人技術(shù)在國際上一直是發(fā)達國家的天下。據(jù)了解，發(fā)達國家仿生機器人單元技術(shù)發(fā)展迅速，在機構(gòu)系統(tǒng)、驅(qū)動技術(shù)、信息感知和控制技術(shù)等方面已有深入系統(tǒng)的基礎(chǔ)研究，有些成果已進入商品化實用階段，國內(nèi)尚有明顯差距。

高峰團隊2000年起研究仿生機器人，先后開發(fā)了兩足、四足和六足機器人，尤其在并聯(lián)仿生機構(gòu)、高功率密度驅(qū)動等技術(shù)上積累了大量經(jīng)驗。2011年，團隊獲得國家863計劃資助，先后研究出4代“四足仿生小象機器人”。2013年，又獲得國家973項目“核電站緊急救災(zāi)機器人的基礎(chǔ)科學(xué)問題”資助，才過半年多，核電站救援章魚機器人的原型機就已制造出來，并可實現(xiàn)多種任務(wù)。

“章魚俠”是高峰團隊此前研制的“智慧小象”的兄弟。“智慧小象”已在四足仿生機器人設(shè)計與控制上取得重要成果，突破了仿生機構(gòu)、高功率密度液壓驅(qū)動、狀態(tài)感知與環(huán)境適應(yīng)、仿生步態(tài)規(guī)劃與動態(tài)控制等核心技術(shù)。“章魚俠”則具有高速、高負載能力和對典型非結(jié)構(gòu)化地形的高適應(yīng)能力，使我國六足救援機器人進入國際先進行列。“六爪章魚”具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)，成為我國機器人技術(shù)的重要成果。