科幻成真!打造會走路的《星際效應》機器人

六月 15, 2018
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在瑞士哥德堡,有一群就讀查爾莫斯理工大學(Chalmers University of Technology)的學生,挑了一項有趣的設計做為學士畢業專題。他們想要製作能行走的機器人,但發現大部分的設計都過於複雜。他們突然想到電影《星際效應》中一個外型像方尖碑的虛構機器人「塔斯(TARS)」,於是這群人決定試試看。
他們的製作目標並非做出擁有變形及對話能力的機器人,而是要重現它的三足步態,打造真的能行走的塔斯模型。首先,他們從模擬開始著手。
機器人的運作方式,是透過曲軸將外側柱身及內側柱身連接在一起,以舉起並轉動柱身。我們用SimMechanics模擬機器人的移動,就能看到這個機械裝置的運作原理。
你看,他們成功做到了!
機器人最費力的部分在於製作曲軸的「滾珠軸承座」。因為它們必須精確配合,我們還得用車床加工鋁製汽缸,這方面我們得到了許多幫助。除此之外,製作過程並沒有甚麼阻礙,因為我們的設計其實很簡單。雖然不確定讀者是否有興趣了解,但其實專題最困難的部分,在於設計有回饋機制的控制系統,來維持機器人穩定性。我們用Simulink成功模擬出控制系統,但最後沒有時間運用於機器人。這也是機器人移動時有些不穩的原因,但即使沒有控制系統,機器人仍能夠順利行走。
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專題的成果相當亮眼,但我們還是可以學到許多事物;這樣下次重做專題時,就能加以改進。
若要改良,我們會把DC馬達換成步進馬達。如此一來,就算沒有控制系統,我們也能更精準地控制馬達的位置。另外我們也想套用控制系統,看能不能讓機器人的步行更順暢。
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(譯:蔡宸竑)
【原文】

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