仿生隨動機器人

東城區青少年科技館

隨著機器人的發展，人形機器在技術上已經逐步被人們所攻克。但是，因為人形機器人的關節比較多，控制之間相對關系需要反復測量，以及重心的掌握等。所以現在人形機器人主要依靠語句編程，給廣大愛好者增加了難度。為了讓人能直接操作控制機器人行動，本項目將目前的先進的動態傳感器技術和人形機器人運動軌跡進行優化和結合，把人體的形體語言和人形機器人的運動進行實時交互，達到人機交互的真正無障礙。

在人們的日常傳遞信息過程中，肢體語言占據80%以上的信息，它因為直接、易懂、自然、不需要專門學習而成為所有人第一掌握和使用方式。本項目結合現有的各類傳感器技術和機器人運動規律，建立機器人運動數學模型，并將人們的肢體語言直接采集轉換為機器人的動作，解除了人與機器人直接的溝通壁壘。讓普通人采用自己最熟悉的肢體語言就能直接控制機器人，完成相應任務。

仿生隨動機器人采用現在雙足機器人領域中成熟i32型雙足17舵機人形機器人為一個機器人平臺，在前期的安裝及調控過程中采用將機器人的舵機控制利用c語言單獨編寫優化，將機器人的動作與人的動作信息進行直接無障礙即時通訊，人的任何肢體語言將直接轉換成機器人的預判動作語言。之后，由機器人即時來模仿人的動作執行人的指令。形成真正意義上的人機互動。

仿生隨動機器人的隨動控制系統由人體端和機器人端兩部分組成。人體端的硬件平臺采用了RoSys控制器組成的17舵機類人機器人（圖1）、三軸加速度模塊（圖2），下位機無線模塊組成（圖3），軟件由RoSys智能教育平臺進行編寫（圖4）。機器人端的硬件平臺為bioloid機器人和下位機無線模塊構成（圖5）。軟件在iccavr開發平臺上編寫。

在這里運用三軸加速度模塊，是因為三軸加速度模塊可以感知三個方向的重力，利用這一原理，讓機器人知道人的動作狀態，從而讓機器人也跟隨著人體運動。

程序編譯中對應各關節自由度設定以及各電機對應加速度模塊的方向軸如下表所示：

仿生隨動機器人可以進行上臂下垂、上臂前伸、上臂側打開、上臂上舉、兩臂一上一下、半蹲、下蹲這些動作。在實際操作過程中仿生隨動機器人的雙臂已經能夠擷取人們的全部動作進行相應動作的反應。腿部也能進行簡單的下蹲行走來方便機器人運動。仿生隨動機器人的通信波特率為9600bps，經過程序優化和動作調整，在每次運行時都進行舵機的原始復位。