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卡内基梅隆大学的研究人员开发了一种开源软件,使腿式机器人能够更加敏捷地运动。


机器人可以帮助人类完成任务,如帮助灾难恢复工作或监测环境。在四足动物的情况下,机器人用四条腿行走,它们的移动性需要许多软件组件无缝地协同工作。大多数研究人员必须花费大量时间开发底层基础设施。



卡耐基梅隆大学工程学院机器人力学实验室的亚伦·强森团队,已经亲身经历了这些挫折。研究人员经常不得不依赖简单的模型来完成他们的工作,因为现有的软件解决方案不是开源的,没有提供模块化的框架,并且缺乏端到端的功能。


机械工程副教授Johnson和他的团队设计了他们自己的移动软件栈Quad-SDK,这是一个用于敏捷四足移动的全栈框架。


该设计可以简化各地机器人专家的开发过程,因为它使用了开源许可证,这意味着该软件可以按照用户的意愿使用和修改。Quad-SDK随时可用,因此研究人员不必担心工具和基础设施的实现;相反,他们可以马上着手处理行为和应用程序。


与其他选项不同,Quad-SDK还与机器人操作系统(ROS)兼容。


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ROS是一个中间件,介于硬件和软件之间,它让系统的不同部分相互交流。例如,如果机器人在其路径上感应到障碍,并需要将信息从其感知模块传输到其决策模块,则ROS可以实现这种通信。想象一个不使用iOS或Android的应用程序,当一切都协同工作时,它会简单得多。


运动是一个分层的问题,正如团队成员兼博士生Ardalan Tajbakhsh所描述的那样,为了在机器人上做任何有意义的事情,你需要让许多组件无缝合作。


Quad-SDK为机器人研究人员和开发人员提供了一个框架,使他们能够专注于核心算法,而不是软件工具和基础设施。


其他软件包非常擅长解决一个组件,如运动规划,但关键是要有端到端的框架,为执行高质量的机器人研究提供必要的算法、工具和基础设施。


Quad-SDK是全栈,这意味着它包含影响四足动物运动的每一级层次,从全局规划开始。一层位于堆栈的顶部;Tajbakhsh将其与谷歌地图相比较,因为它选择机器人应该大致去哪里才能到达目的地。下一层,本地规划者,决定路线的细节,比如机器人应该把脚放在哪里。这在第三层达到顶点机器人驱动程序,它向四足动物的关节发送命令,以执行所需的运动。


自从Quad-SDK在2022年IEEE机器人和自动化国际会议(ICRA)的腿式机器人研讨会上获得最佳论文奖后,人们一直在请求使用它,这表明其解决方案有多有用,以及开源格式如何吸引机器人社区内的合作。


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1 条回复
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