六爪机器人

　　“章鱼侠”来了！

　　远看，它长有六爪，在地上灵活稳健地行走，酷像一条章鱼，在深海中自在地游弋；近观，颇有“钢铁侠”之风范，钢足铁骨，想象它在火海水灾核难中穿行、救援，恰像一位无畏艰险的英雄。

　　可是它既不是章鱼，也不是“钢铁侠”，而是“章鱼侠”机器人，是上海机器人家族中的一名“新丁”，由上海交大机械与动力工程学院高峰教授带领团队自主研发而成。

　　别看是“新丁”，“章鱼侠”本领却非同寻常。哪里最危险，哪里就有它的身影。其移动自如的“六足”具有良好的复杂环境适应能力，可在核辐射、水下和火灾等极端环境下完成搬运、搜索、探测和救援作业等任务，让极端条件下的远程救援成为可能，标志着我国救援机器人迈入国际先进行列。

　　“章鱼侠”成救援“超人”

　　当某个厂房或民居发生大火，火势蔓延，消防队员无法进入，而“火海”中有百姓和物资需要抢救，在这种情况下如何开展救援？

　　当某地发生9级以上地震且余震不断，通讯中断，断壁残垣加上地震产生的大量高温和高辐射蒸汽，阻断着救援工作。如何第一时间了解灾区情况，抢险救人？

　　一旦发生如2011年日本福岛一般的核电站灾难，在高温、高压、高辐射的极端环境下进行处理和救援，如仅靠人力，必然会产生很大的伤亡和损失。

　　这些绝地情形，正是“章鱼侠”机器人大显身手之处。

　　高峰教授介绍说，救援机器人需要具备适应各种不同地形环境的灵活稳定的运动能力、环境实时感知能力，以及自律控制与人机交互协同的远程操控能力。这些都是仿生救援机器人的前沿技术。

　　围绕这些前沿技术，高峰团队提出了既有很高承载、又有较大工作空间的仿生并联机构，研制出高频、高响应的机器人伺服运动控制和规划技术，实现了机器人的高速、高精度控制。“章鱼侠”具有较好的抗惯性力扰动的平衡能力，能够在热浪和强气流中保持稳定平衡。

　　被高端技术“全副武装”的“章鱼侠”，化身为救援“超人”。通过远程人机结合，它可以深入极端复杂危险环境，完成搬运、搜索、探测和救援作业等多种任务。

　　可背400斤重物，在极端条件下灵活行走

　　“章鱼侠”机器人高约1米，最大伸展尺寸是1.5×1.5米，采用了特殊的腿部设计，每条腿都装有3个电机，由18个电机驱动，能负重400斤，腿脚可实现18个自由度变换，能够灵活地沿各个方向稳定行走，时速可达1.2千米/小时。

　　高峰教授介绍，“依靠安装在腹部或者背部的设备，机器人可以充当一个稳固的移动操作平台，执行搬运、打孔等作业；当用“四爪”站立时，空出的“两爪”便可当“两手”完成拧动阀门，清理事故现场等作业。

　　“章鱼侠”机身采用完全对称的设计，可以不分前后，在任意方向快速运动，拥有很强的机动性和避障能力。任何时刻总有3条腿稳稳地作为支撑。依靠现代化的通讯、控制手段，机器人能对抗干扰，准确地执行人们的指令。于是，“章鱼侠”宛如现实版的“蜘蛛侠”，能深入灾区，代替人们完成最危险的工作。

　　“章鱼侠”的能力远不止如此，采用各种不同的防护后，它还能在水下环境中作业，在火灾现场或有毒环境中完成救灾任务。

　　“章鱼侠”打破国际垄断

　　步行机器人技术在国际上一直是发达国家的天下。据了解，发达国家仿生机器人单元技术发展迅速，在机构系统、驱动技术、信息感知和控制技术等方面已有深入系统的基础研究，有些成果已进入商品化实用阶段，国内尚有明显差距。

　　高峰团队2000年起研究仿生机器人，先后开发了两足、四足和六足机器人，尤其在并联仿生机构、高功率密度驱动等技术上积累了大量经验。2011年，团队获得国家863计划资助，先后研究出4代“四足仿生小象机器人”。2013年，又获得国家973项目“核电站紧急救灾机器人的基础科学问题”资助，才过半年多，核电站救援章鱼机器人的原型机就已制造出来，并可实现多种任务。

　　“章鱼侠”是高峰团队此前研制的“智慧小象”的兄弟。“智慧小象”已在四足仿生机器人设计与控制上取得重要成果，突破了仿生机构、高功率密度液压驱动、状态感知与环境适应、仿生步态规划与动态控制等核心技术。“章鱼侠”则具有高速、高负载能力和对典型非结构化地形的高适应能力，使我国六足救援机器人进入国际先进行列。“六爪章鱼”具有完全自主知识产权，成为我国机器人技术的重要成果。