伊朗推出迄今为止最先进的类人机器人Surena IV

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发布时间:2020-03-11 11:16

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Image: University of Tehran/CAST
Surena IV, an advanced humanoid developed by Iranian roboticists.


十多年前,德黑兰大学的研究人员引进了一种叫做Surena的原始类人机器人。不久之后,Surena II发布了一款能够行走的改进车型,2015年发布了性能更高的Surena III。


现在,伊朗的机器人学家已经发布了Surena IV。新的机器人比以前的设计有了重大改进。一段突出显示其功能的视频显示,机器人模仿一个人的姿势,抓起一个水瓶,并在白板上写下自己的名字。


Surena也被展示了和它的人类伙伴一起集体自拍的过程。



谁开发了Surena?

一个由50多名研究人员组成的团队在德黑兰大学先进系统和技术中心(CAST)建造了Surena IV。在机械工程教授Aghil Yousefi Koma博士的带领下,该小组在过去四年中致力于开发这种新型机器人。


“改善机器人与环境的互动是Surena IV项目的主要目标之一,”Yousefi Koma教授告诉IEEE Spectrum。他解释说,机器人现在可以更精确地跟踪物体,而新的手赋予了它更好的灵巧性。这些增强允许它操作各种各样的对象,包括精致的对象,以及操作电动工具。


Surena IV也更灵活。脚底部的定制力传感器通过调整每只脚的角度和位置来帮助机器人跨过不平的表面。步行速度也从上一代的0.3公里/小时提高到了0.7公里/小时。


虽然Surena IV不像Atlas那样是一种高度动态的机器,Atlas是波士顿动力公司(Boston Dynamics)著名的敏捷类人机器人,但它依靠一个持续调整姿势以避免摔倒的全身运动控制器来运作。在总体设计上,Surena可能更能与UBTECH的Walker、本田的Asimo、Pal机器人的Talos、KAIST的Hubo和AIST的HRP-2等类人机器人相媲美,尽管这些机器人已经公开展示了更广泛的能力。


Photo: University of Tehran/CAST
Surena IV is equipped with new hands that allow it to grasp a wider variety of objects.


为了让他的机器人更广为人知,Yousefi-Koma教授试图带他们参加国际会议和贸易展,他的团队还发表了关于类人机器人设计、双足运动和其他主题的论文。他曾表示,他的团队希望“使(Surena)具有很强的竞争力,并可能参与国际挑战,以及寻找真正的应用程序和用户。”


在去年年底Surena IV揭幕仪式的一部分发布的视频中,人形机器人被展示为举起一个盒子,盒子里面是Surena Mini,一个膝盖高的机器人,是CAST小组在2017年开发的。


另一段视频则对Surena的开发进行了幕后介绍,展示了研究人员测试新硬件、编写代码以及协助机器人迈出第一步的情况。



Surena的演变

最新的Surena自2008年推出的最初版本以来已经走过了很长的一段路,它只有8个自由度(DoF),并使用脚踩轮子来四处移动。Surena II有22自由度,是第一个能够行走的版本。Surena III有31个自由度,展示了攀爬和踢球等技能。


Surena IV有更多的运动轴,额外的12自由度,大部分在手上,使总体达到了43自由度。CAST团队重新设计了几个组件,开发了新的轻量级结构元素和小而强大的定制执行器。因此,这款身高1.7米、重68公斤的新机器人比Surena III(1.9米和98公斤)更轻、更紧凑。


Photo: University of Tehran/CAST
Led by Dr. Aghil Yousefi-Koma [standing to the left of the robot], a team of more than 50 researchers developed Surena IV at the University of Tehran’s Center for Advanced Systems and Technologies (CAST). During an event late last year, part of the group posed with Surena for a photo.


另一个进步是机器人的控制器。由于新增加的FPGA板,控制回路现在以更高的频率(200hz)工作。传感器包括立体摄像机、脚踝的6轴力/力矩传感器、所有关节上的编码器和惯性测量单元(IMU)。文本到语音系统允许机器人识别和生成基本语音。


为了使所有的传感器、控制器和执行器协同工作,研究人员为Surena配备了机器人操作系统(Robot Operating System,ROS)。他们还使用Gazebo,Choreonoid,和MATLAB来模拟机器人的运动,并评估不同的行为,包括向后和侧向行走,转身等。


但升级不仅仅是内部的。Surena IV的外观采用了新的塑料罩,使机器人看起来光滑。Yousefi-Koma教授强调,他将Surena视为“和平与人类发展方向上技术进步的象征”,希望这将有助于激励人们认识机器人技术的可能性。



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