雙臂機器人

擬人形雙手臂機器人之應用:人類動作模仿

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要使人形機器人和人類有相似的行為,動作的規劃非常重要。但同時對於多自由度規劃擬人運動非常複雜。透過演示學習使擬人機器人學會多樣化的類人動作,是一個有效率並且直覺的方式。透過動作擷取系統擷取人類的動作,直接產生類人動作,可以簡化撰寫程式和學習複雜動作的過程。

為了避免突然且不平順的運動,我們加入加速度和速度限制使軌跡更加平滑。此外,當雙手彼此的距離太接近時,利用虛擬彈簧的概念,自動產生排斥力使雙臂間保持適當距離。最後,我們加上了馬達輸出力量的限制,這將在機器人實際運動時,消除人類的不安全感。

綜合以上訴求,我們做出可透過實時演示教學模仿人類動作的機器人,如圖一。本系統使人們可以藉由演示教學教導機器人如何運動,而不再需要複雜的程式撰寫和規劃。在未來,這套系統可以被用在教導機器人進行清潔、生產線組裝的工作上。甚至也可應用在物理治療師協助病人進行上肢復健。
 

圖一 機器人透過人類的演示模仿人類動作