国内有技术上可以与 Boston Dynamics 相匹敌的实验室吗？

2015-02-12数码

------补充国内部分---------

国内我所知的有

山东大学做的大狗机器人, 同boston dynamics的一样使用hydraulics actuator.从他们的论文来看主要实现了蹦跳,不知道是否可以跑动 [1].
上海交通大学做出的大象机器人[2] https://www. youtube.com/watch? v=Iioy1e_pJUI#t=10 ,可以负重100公斤.
香港大学有一部Boston Dynamics造的Atlas人形机器人,他们有相关的机器人控制经验.

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国外有几家研究机构和Boston Dynamics做相似的研究

做四足行走的

意大利的IIT Dynamic Legged Systems, 他们做的HyQ机器人同boston dynamics的big dog 类似，都是用hydraulics actuator

MIT的Home | MIT Biomimetics Robotics Lab。DARPA当初发起cheetah project的时候找了两家承包商，分别是Boston dynamics和这个实验室。 Boston Dynamics做的是hydraulics actuated cheetah/wildcat， MIT做的是electric actuated cheetah (Videos | MIT Biomimetics Robotics Lab)。相比Boston Dynamics的技术，MIT Cheetah在robustness上面有差距。

Boston Dynamics的little dog和RHex被很多学校研究机构采用，产生了很多变种，比如在UPenn Daniel Koditschek 组里的Canid（Kod*lab : Projects）。

双足机器人，作出类似平台的研究机构很多。常见的包括下面几个

University of Tokyo的JSK -Home-，这个实验室分化出的队伍作出了Schaft,在2013年的DARPA Robotics Challenge Trial上拔得头筹，击败了几只使用Boston Dynamics Atlas的队伍

美国的Florida Institute for Human and Machine Cognition (IHMC)，这是个独立于学校的研究机构。他们自己做出了 M2V2 Humanoid, 现在正在使用Boston Dynamics的Atlas和NASA的Valkyrie

CMU的Robotics Institute, 他们做了sarcos机器人 Robotics Institute Research Guide : Humanoids

德国DLR DLR Portal - News，他们最近刚刚作出了Toro机器人。非常惊艳。可以做force control,也有足够的关节自由度。

日本研发的HRP2/HRP4系列机器人。这个机器人使用position control，被很多实验室使用，包括日本的JSK，AIST,法国的LAAS-CNRS

学术界目前没有机器人的robustness达到了Boston Dynamics的水平。这家由Marc Raibert创建的公司本身就有MIT Leg Lab很多年的技术积累。而且他们拥有超一流的mechanical engineer。据在那里工作的师兄描述，他们的工作模式是上午在机器人上测试新的控制器/机械结构，一般中午机器人就会摔坏，但是他们下午当天就能把机器人修好并做出改进，供第二天做新的测试。这样逆天的机械设计维修能力实在是让人跪了。

Boston Dynamics的一大特点是使用hydraulic actuator，功率非常强，产生的力矩很大，但是控制起来难度很高。绝大多数学术界机器人使用的都是electric actuator,控制相对简单，但是力矩也相对较小。这里的例外的JSK做出的electric actuator,安装在Schaft上面。使用电容储能，水冷系统散热，功率非常强劲（一个马达的峰值功率几乎可以赶上Boston Dynamics Atlas上好几个马达合起来的功率） [3]

Japanese Robot SCHAFT Shows Off Its Strong Limbs

在学术界不太容易找到能够把robustness做很好的机器人，一个重要原因是学术界的评价以发表论文为导向的，publish or perish。很多论文只需要理论漂亮就可以发表，实验上面能够成功80%就算优秀的结果。把成功率从80%提高到99%需要大量的engineering work,但是在论文中看起来并不算显著的提高。所以学术界没有特别强大的动力去提高robustness。但对于像Boston Dynamics这样的公司来说，robustness是核心要求。毕竟他们作为军方的承包商，需要造出来的设备就是能在各种复杂/极端环境下能够正常工作的。

[1] Design and Simulation for a hydraulic actuated quadruped Robot, Xuewen Rong, Yibin Li, Jiuhong Ruan, Bin Li, Journal of Mechanical Science and Technology 26 (4) (2012) 1171~1177

[2] A quadruped robot with parallel mechanism legs, Feng Gao, Chenkun Qi, Qiao Sun, Xianbao Chen and Xinghua Tian, 2014 IEEE International Conference and Robotics and Automation

[3] Design of High Torque and High Speed Leg Module for High Power Humanoids, J Urata, Y Nakanishi, K Okada, M Inaba, 2010 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems.