BD Atlas体操动作技术的一点见解

没错，就是美国波士顿动力Atlas双足液压机器人最新进展：完成了一套高难度体操动作。其中核心动作是双臂落地支撑和前空翻，也是让读者热血沸腾的地方。

So？很炸吗？从整体难度来看，远不如之前的“后空翻”和“台阶三级跳”，但本次体操动作一定程度上融合了这两个动作的控制特长，即后空翻系列动作的动力学算法和三级跳的连贯性控制。（纯属个人见解，欢迎指正）

图 | Atlas台阶三级跳

简单来讲，就是预先设计运动参考（“dynamically-feasiblereference motions”），再基于整机动力学模型（“a model predictive controller”）做动力学前馈控制或动力补偿。小编看来，最难还是建立精确的整机动力学模型。

其实，很早之前已有大量体操机器人的研究，例如日本SANG-HO HYON等学者在2006年发表过多关节体操机器人后空翻的研究（下图）。

采用的是参考模型控制方法，包括事先设计体操动作和分别建立不同运动阶段（flight和stance）的动力学模型。下图是后空翻动作解析，跟Atlas的前空翻动作有些类似。

该团队在样机上也实现了上图动作

最后，给读者推荐几篇体操机器人相关的文献：

[1] Hyon S H, Yokoyama N, Emura T. Back handspringof a multi-link gymnastic robot—Reference model approach[J]. Advanced Robotics,2006, 20(1): 93-113.

[2] Hauser J, Murray R M. Nonlinear controllers fornon-integrable systems: The acrobot example[J]. 1990.

[3] Berkemeier M D, Fearing R S. Tracking fastinverted trajectories of the underactuated acrobot[J]. IEEE Transactions onRobotics and Automation, 1999, 15(4): 740-750.

[4] Miyazaki M, Sampei M, Koga M. Control of themotion of an acrobot approaching a horizontal bar[J]. Advanced Robotics, 2001,15(4): 467-480.

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