亚洲最先进机器人ASIMO

日本本田公司投入大量科技研究，心血的结晶——全球最早具备双足行走能力的类人型机器人阿西莫（Advanced Step Innovative Mobility，ASIMO，高级步行创新移动机器人），以憨厚可爱的造型博得许多人的喜爱，众多的类人功能也不断地冲击着人们的想象空间，似乎科幻电影中的情节正在一步步变成现实。

ASIMO，如图2.45 所示，身高1.3 米，体重48 千克，行走速度是0 ～9千米每小时。早期的机器人如果直线行走时突然转向，必须先停下来，看起来比较笨拙。而ASIMO 就灵活得多，它可以实时预测下一个动作并提前改变重心，行走自如，可以进行诸如“8”字形行走、 下台阶、弯腰等各项“复杂”动作。此外，ASIMO 还可以握手、挥手，甚至可以随着音乐翩翩起舞。

图2.45　机器人ASIMO

从1997年10 月31 日诞生至今，ASIMO 的进步可以用神速来形容，2012 最新版的ASIMO，除具备了行走功能与各种人类肢体动作之外，更具备了人工智能，可以预先设定动作，还能依据人类的声音、手势等指令来做出相应动作。此外，还具备了基本的记忆与辨识能力，如图2.46 所示。

其实，在实现机器人的奔跑方面，曾经面临着两大难题。一个是吸收飞跃与着陆时的冲击，另一个是防止高速带来的旋转与打滑。

1.吸收飞跃与着陆时的冲击

实现机器人的奔跑，要在极短的周期内无间歇地反复进行足部的踢腿、迈步以及着地动作，同时，还必须要吸收足部在着地瞬间产生的冲击。Honda（本田）利用新开发的高速运算处理电路、高速应答/高功率马达驱动装置、轻型/高刚性的脚部构造等，设计、开发出性能高于以往4 倍以上的高精度/高速应答硬件。

2.防止旋转与打滑(www.xing528.com)

图2.46　ASIMO 打手势

在足部离开地面之前的瞬间和离开地面之后，由于足底和地面间的压力很小，所以很容易发生旋转和打滑。克服旋转和打滑，成为在提高奔跑速度方面所面临的控制上的最大难题。对此，HONDA 在独创的双足步行控制理论的基础上，积极地运用上半身的弯曲和旋转，提出既能防止打滑又能平稳奔跑的新型控制理论。

由此，ASIMO 实现了速度6 千米每小时的与人类相同速度的平稳直线奔跑，且步行速度也由原来的1.6 千米每小时提高到2.7 千米每小时。另外，人类在奔跑时，迈步的时间周期为0.2～0.4 秒，双足悬空的时间（跳跃时间）为0.05～0.1 秒，而ASIMO 的迈步时间周期为0.36 秒，跳跃时间为0.05秒，与人类的慢跑速度基本相同。

ASIMO 利用其身上安装的传感器，拥有360 度全方位感应，可以辨识出附近的人和物体，如图2.47 所示。配合特别的视觉感应器，他可以阅读人类身上的识别卡片，甚至认出从背后走过来的人，真正做到眼观六路。当他识别出合法人员后，还可以自动转身，与之并肩牵手前进。在行进中，ASIMO 还能自动调节步行速度配合同行者；和人握手时，他能通过手腕上的力量感应器，测试人手的力量强度和方向，随时按照人类的动作变化做出调整，避免用力太大捏伤人类。

图2.47　ASIMO 踢足球

此外，ASIMO 装载的大量传感器，既包括传统人类的传感器，也拥有一些超越人类的特殊感应器，这样他就能够迅速地了解周围情况，在复杂的环境下也能快速顺畅地随之移动。比如，视觉感应器：其眼部摄影机通过连续拍摄图片，再与数据库内容作比较，以轮廓的特征识别人类及辨别来者身份；水平感应器：由红外线感应器和CCD 摄像机构成的sensymg 系统共同工作，可避开障碍物；超音波感应器：以音波测量3 米范围内的物体，即使在无灯光的黑暗中行使也完全无碍。