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　　過去十年里開發(fā)的大多數(shù)人形機(jī)器人都是剛性關(guān)節(jié)，如果它們要與人進(jìn)行互動(dòng)就會(huì)出現(xiàn)問題。假使不小心打到人或者失去平衡而摔倒，它們那不能彎曲的雙臂和雙腿就可能會(huì)對(duì)人造成傷害。近來，研究者們?cè)陂_發(fā)各種剛性標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)器人關(guān)節(jié)方面表現(xiàn)出越來越濃厚的興趣，這將提高機(jī)器人的安全性，但到目前為止還鮮有團(tuán)隊(duì)造出了一個(gè)完整的機(jī)器人成品。如今，意大利技術(shù)研究所（Italian Institute of Technology，簡稱IIT）的一支團(tuán)隊(duì)?wèi){借他們的COMAN機(jī)器人（柔性人形機(jī)器人）正逐漸接近這一目標(biāo)。

　　仿照四歲孩子而造的COMAN，身高94.5厘米（從脖子到腳），體重31.2千克。該25自由度（DOF）機(jī)器人結(jié)合了剛?cè)醿煞N關(guān)節(jié)（如下圖所示）。柔性關(guān)節(jié)（14 DOF）依靠的是串聯(lián)柔性制動(dòng)器。這些由IIT團(tuán)隊(duì)定制的制動(dòng)器被應(yīng)用于彎曲或伸展的機(jī)械臂和機(jī)械腿上。這些制動(dòng)器既小巧又模塊化，該特點(diǎn)使之成為打造如人形機(jī)器人等多自由度機(jī)器人的理想材料。研究者們也為每個(gè)彈性關(guān)節(jié)開發(fā)了定制的力矩傳感器，包括用于踝關(guān)節(jié)的一個(gè)六維力/力矩傳感器。

　　那么這種柔韌性究竟有何幫助？彈性制動(dòng)器為COMAN走路增加了彈簧：在行走實(shí)驗(yàn)中，“無需施加額外的控制，機(jī)器人的軀殼就自然吸收了每走一步時(shí)地面的反作用力。而如果沒有特定的足部裝置或者不加以主動(dòng)控制，剛性制動(dòng)的類人機(jī)器人很難實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。”當(dāng)施加以穩(wěn)定操控方式時(shí)，即使是在移動(dòng)的平臺(tái)上或是翻倒時(shí)，機(jī)器人也能穩(wěn)定住自己。

　　COMAN的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由鈦合金、不銹鋼和鋁合金制成，包裹以ABS塑料外骨骼。以下圖片顯示了串聯(lián)彈性制動(dòng)器（SEA）的位置和結(jié)構(gòu)，SEA分布于機(jī)器人的臀部、膝蓋、腳踝、肩膀和手肘處。

　　在自己開發(fā)柔性人形機(jī)器人的過程中，該團(tuán)隊(duì)還發(fā)明了一種方法以確定最優(yōu)關(guān)節(jié)彈性，但該方法是一個(gè)極為耗時(shí)的試錯(cuò)過程，迄今仍缺乏足夠的數(shù)據(jù)支撐。他們的方法是基于共振分析和儲(chǔ)能最大化標(biāo)準(zhǔn)，為其他探索柔性機(jī)器人的研究者們提供了一個(gè)框架。

　　較早一些探索柔性關(guān)節(jié)的機(jī)器人包括早稻田大學(xué)的Wendy（1998）和Twendy-One（2007），這些服務(wù)性機(jī)器人旨在輔助老年人。出于安全原因，它們使用專門開發(fā)的關(guān)節(jié)裝置打造了柔性手臂，但這種關(guān)節(jié)裝置稍顯笨重。最近，拓荒者機(jī)器人學(xué)公司（Meka Robotics）制造了一個(gè)有著柔韌手臂的人形機(jī)器人，而三星（Samsung）的Roboray和德國航空航天中心（German Aerospace Center）的DLR-Biped則擁有力矩控制的機(jī)器腿。再思考機(jī)器人公司（Rethink Robotics）的Baxter也有柔韌的雙臂。

　　不過，在打造同時(shí)具有柔性雙臂和雙腿的人形機(jī)器人方面，IIT團(tuán)隊(duì)當(dāng)屬領(lǐng)頭羊。該團(tuán)隊(duì)的成員包括尼克斯•G•薩格雷基斯（Nikos G. Tsagarakis）、史蒂芬•莫非（Stephen Morfey）、古斯塔沃•梅德拉諾•塞爾達(dá)（Gustavo Medrano Cerda）、李志斌（音）和達(dá)爾文•G•考德威爾（Darwin G. Caldwell）。如果你想知道為什么這個(gè)機(jī)器人沒有頭，別擔(dān)心：它的腦袋正在研發(fā)中。我們聽說，研究者們還完成了一雙機(jī)器手。我們期待將很快有更多新部分整合到這個(gè)機(jī)器人身上。