今年 1 月份，瑞士公司 ANYbotics 放出來一款靈活的四足機(jī)器人——ANYmal，它可以對抗各種惡劣的現(xiàn)實(shí)環(huán)境，適用于在危險(xiǎn)的工業(yè)場景中執(zhí)行任務(wù)。在最近的世界機(jī)器人大會上，ANYbotics 公司又展示了 ANYmal 機(jī)器人的最新版本——ANYmal C。新版ANYmal比之前的版本都要強(qiáng)大，可以爬上45°的陡峭樓梯，能在1米深的水中浸泡一小時(shí)，還會自己找充電樁。

  ANYmal C 的銷售對象是開發(fā)客戶、工程合作伙伴和大學(xué)，同時(shí)也會提供完整的軟件和虛擬環(huán)境。ANYbotics公司表示，首批 ANYmal C 機(jī)器人將在本年年底之前備妥出貨。

  作為一款四足機(jī)器人，ANYmal C 的物理規(guī)格很高。它的移動(dòng)速度為 1 米/秒，可以爬上 20°的斜坡和 45°的樓梯，并且能夠穿過 60 厘米寬的通道。

  ANYmal C 的新設(shè)計(jì)著眼于提升驅(qū)動(dòng)性能（新驅(qū)動(dòng)器）、計(jì)算能力（英特爾 i7 Hexa-core 處理器）、運(yùn)動(dòng)和導(dǎo)航性能以及自主性（新深度攝像頭）。

  激光雷達(dá)和深度攝像機(jī)可以為機(jī)器人提供 360 度的高精度環(huán)境信息。廣角攝像機(jī)（wide-angle camera）和工業(yè)級遙控技術(shù)的集成簡化了機(jī)器人的遙操作。英特爾 i7 Hexa-core 處理器提供了先進(jìn)運(yùn)動(dòng)控制、實(shí)時(shí)構(gòu)圖、自動(dòng)導(dǎo)航等定制應(yīng)用所需的算力。

  ANYmal C 還配備有攝像頭 3D 傳感器，包括一個(gè)用于 3D 投影以及即時(shí)定位與地圖創(chuàng)建（SLAM）的激光雷達(dá)（LiDAR）。借助于這些傳感器，ANYmal C 成為了最為可靠的自主四足機(jī)器人之一，并且具備實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃和障礙躲避功能。

  新版 ANYmal 還配備了一個(gè)自主充電的對接系統(tǒng)和一個(gè)檢查負(fù)載。ANYmal C 的設(shè)計(jì)比前一代更加集成，性能和可靠性都有所提升。

  ANYmal C 是目前最堅(jiān)固的腿式機(jī)器人之一。這款機(jī)器人重量為 50 公斤，IP 等級達(dá)到 IP67，這使得它完全防塵并能在 1 米深的水中浸泡 1 小時(shí)。ANYmal C 的續(xù)航時(shí)間超過 2 小時(shí)，并且它還能自動(dòng)連接到一個(gè)錐形擴(kuò)充基座進(jìn)行再充電。

  ANYmal C 自動(dòng)連接到錐形擴(kuò)充基座進(jìn)行再充電。

深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)加持的 ANYmal 機(jī)器人

  在此之前，ANYmal 機(jī)器人相關(guān)論文曾登上過《Science》子刊《Science Robotics》，論文明確指出該機(jī)器人使用了深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)技術(shù)（參見：《真的超越了波士頓動(dòng)力！深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)打造的 ANYmal 登上 Science 子刊）。

  在該論文中，研究者介紹了一種可以在模擬中訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)策略并將其遷移到 ANYmal 機(jī)器人中的方法，因此利用了快速、自動(dòng)化、成本合算的數(shù)據(jù)生成方案。利用在模擬中訓(xùn)練的策略，ANYmal 獲得了之前方法無法實(shí)現(xiàn)的運(yùn)動(dòng)技能：它能精確、高效地服從高水平身體速度指令，奔跑速度比之前的機(jī)器人更快，甚至在復(fù)雜的環(huán)境中還能跌倒后爬起來。

  創(chuàng)建控制策略的步驟。第一步是確定機(jī)器人的物理參數(shù)并估計(jì)其中的不確定性。第二步是訓(xùn)練一個(gè)致動(dòng)器網(wǎng)絡(luò)，建模復(fù)雜的致動(dòng)器/軟件動(dòng)力機(jī)制。第三步是利用前兩步中得到的模型訓(xùn)練一個(gè)控制策略。第四步是直接在物理系統(tǒng)中部署訓(xùn)練好的策略。

  跌倒后的恢復(fù)。該研究學(xué)到的策略成功使機(jī)器人在 3 秒內(nèi)從隨機(jī)初始配置中恢復(fù)。

十年磨一劍的 ANYbotics 團(tuán)隊(duì)

  ANYbotics成立于 2016 年，是瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院的衍生公司，致力于開發(fā)工業(yè)應(yīng)用的移動(dòng)機(jī)器人技術(shù)。該公司表示，其自動(dòng)腿式機(jī)器人的設(shè)計(jì)目的是解決客戶在具有挑戰(zhàn)性的環(huán)境中遇到的問題。該公司目前有 35 名員工，已經(jīng)在多個(gè)應(yīng)用中進(jìn)行過 ANYmal 機(jī)器人的成功測試，如在北海上進(jìn)行的首例離岸機(jī)器人測試。

  ANYbotics的團(tuán)隊(duì)表示，他們從事腿式機(jī)器人的研究已經(jīng)超過 10 年，如今又根據(jù)工業(yè)需求重新對 ANYmal 機(jī)器人進(jìn)行了設(shè)計(jì)。他們的核心是設(shè)計(jì)出強(qiáng)大的扭矩可控制動(dòng)器，使得機(jī)器人能夠爬上陡峭的樓梯，可靠地承受各種環(huán)境變化帶來的壓力。

  ANYmal C 機(jī)器人可以進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境作業(yè)，如燃?xì)庑孤┈F(xiàn)場。

ANYmal 系列機(jī)器人進(jìn)化史

  在過去的十年中，ANYmal 系列機(jī)器人也經(jīng)歷了一系列的更新?lián)Q代和技術(shù)革新，從最初的 ANYmal Alph 到 ANYmal Beth、ANYmal B 再到如今的 ANYmal C。經(jīng)過數(shù)次迭代，ANYmal 變得越發(fā)強(qiáng)大。

ANYmal Alph

  2015 年，ANYbotics公司推出了 ANYmal Alph 原型機(jī)，設(shè)計(jì)用于實(shí)際演示，具備模塊化驅(qū)動(dòng)和雷達(dá)導(dǎo)航功能。

ANYmal Alph

ANYmal Beth

  2017 年，ANYbotics公司推出了第二代 ANYmal 機(jī)器人，它具備堅(jiān)固的結(jié)構(gòu)和防水功能，能夠爬樓梯，并接受了不同環(huán)境中的檢測任務(wù)測試。

ANYmal Beth

ANYmal B

  2018 年，ANYbotics公司推出了 ANYmal B 機(jī)器人，這款機(jī)器人重新設(shè)計(jì)了驅(qū)動(dòng)器和視覺系統(tǒng)，成為該公司第一代商用和離岸部署的機(jī)器人。

ANYmal B

ANYmal C

  今年 8 月，ANYbotics公司推出了本文的主角 ANYmal C 機(jī)器人。新版 AMYmal C 的工業(yè)設(shè)計(jì)水平非常高，結(jié)構(gòu)堅(jiān)固且防塵防水，還具備強(qiáng)大的驅(qū)動(dòng)裝置、360°視野以及自主對接再充電功能。

實(shí)際用途以及對社區(qū)的意義

  ANYmal C 主要用來代替人執(zhí)行復(fù)雜環(huán)境中的遠(yuǎn)程檢測任務(wù)。它的傳感器負(fù)載可以提供不同的視覺效果輸出，比如熱成像。此外，ANYmal C 的載重量達(dá)到 10 公斤，并可以適應(yīng)多種不同的任務(wù)場景。

  ANYbotics表示，為了探索自主機(jī)器人檢測的巨大潛力，公司會在全球范圍內(nèi)提供測試安裝和試點(diǎn)項(xiàng)目，從而為未來完全無人監(jiān)督的裝置做好準(zhǔn)備。

  此外，ANYmal C 的研究人員表示，該機(jī)器人的設(shè)計(jì)也考慮到了研究社區(qū)的需求。這款機(jī)器人配備了兩臺功能強(qiáng)大的 hexacore 英特爾 i7 計(jì)算機(jī)，還可以額外配置英偉達(dá) Jetson Xavier 顯卡，用于基于學(xué)習(xí)的應(yīng)用。有效負(fù)載（payload）接口可以讓用戶輕松地安裝和測試新的傳感器。他們創(chuàng)建了 ANYmal 研究社區(qū)，研究人員可以訪問仿真工具和軟件 API，這些工具和軟件 API 可以促進(jìn)他們在控制、機(jī)器學(xué)習(xí)和導(dǎo)航等各個(gè)領(lǐng)域的研究。

  參考鏈接：

  https://spectrum.ieee.org/automaton/robotics/industrial-robots/anybotics-introduces-sleek-new-anymal-c-quadruped

  http://www.imrobotic.com/news/detail/13393

  https://www.anybotics.com/company/