我的机器狗能障碍跑

孟令鹏

国际上至今还没有被普遍认同的“机器人”的定义，

较被广泛接受的定义是由国际标准化组织给出的—— 一种能够通过编程和自动控制来执行作业或移动任务的机器。

很多人以为只有外表像人的才是机器人，但按照国际标准化组织的这个定义，

其实无人机、机械臂、机器狗等也是机器人。

机器人的分类有很多种，一种常见的分类是按用途，比如：工业机器人、农业机器人、家用机器人、医用机器人、军用机器人、抢险救灾机器人，等等。

作为机器人专业的学生，我们接触比较多的是竞赛机器人。各种机器人都主要由四个部分组成：控制系统、机械系统、传感系统、驱动系统。它们分别对应人的大脑、骨骼、感知神经、肌肉。竞赛机器人就是把这些核心系统“提取”出来，方便同学们理解、学习和应用。

竞赛机器人也是多种多样的，例如足球机器人、四足仿生狗、飞思卡尔智能车……大学期间，我做了一个令我骄傲的竞赛机器人作品：四足机器狗。

这个四足机器狗的“大脑”是香蕉派开发板和运动控制板，它们控制机器狗的视觉、语音和动作。它的头部有一个水平方向的关节舵机，可以左右运动各30度。头部还有一个500万像素的摄像头，它就像人的眼睛。

它的每條腿有三个关节舵机，就像人的关节，控制着机器狗的行动。

这只机器狗可以追踪轨迹，当检测到特定标识时，就会做特别的动作——在赛道上有一条红线，机器狗要追踪这条红线前进，当检测到前方有障碍物，例如台阶、高台、斜坡等，它能对这些障碍物进行判别，并做出对应的动作跨越这些障碍物。

机器狗看起来简单的动作，其实实现起来并不容易。比如，若想要机器狗的速度快，在前进的过程中，某一个瞬间只能有两条腿是同时着地的，那么机器狗的动态平衡问题就成了一大难关。我们研究了许多动物的运动过程，模仿它们为机器狗设计出了一整套动作，包括前进、转弯、上台阶、上高台等。

在比赛中，完成的动作项目越多、用时越少的机器狗成绩越好。最终我们在中国机器人大赛中取得了国赛一等奖的好成绩。

制作竞赛机器人提高了我的水平，后来我做出了另一个产品——老年自稳平衡轮椅。严格意义上，它并不是机器人，是一种养老助残的设备，但它和机器人确实很像。

它能适应各种地形，不论是过坑洼还是上台阶，它都稳定不颠簸，也不会滑倒。这是因为它的底盘有一个加速度传感器，当底盘和座椅一起上台阶或者不平坦的路时，座椅姿态一定会发生倾斜，传感器获得座椅姿态信息后，通过控制座椅底下的电机推杆，使座椅保持水平状态，人坐着便不会后仰或前倾了。

责任编辑：宋明晏