雙足機器人Cassie更新上線，長出軀幹與雙手的它離一線「仿人機器人」更近了一步

導讀

雙足機器人Cassie，一直以其獨特的腿部造型，與輕盈的步態備受機器人界的關注。人們甚至認為這種先進的行走步態和Atlas相比並沒有遜色很多，只是空有一雙大長腿，總是感覺怪怪的。不過，從Agility Robotics最新公布的消息來看，近日Cassie終於長出了上半身，並取名為Digit。

作者：溪嵐

編輯：海蛟

新舊Cassie有何不同

與舊版Cassie相比，新版顯得既高大威猛，又靈巧敏捷，它不光長出了軀幹和雙臂，還擁有了一個新名字——Digit。

雖然Digit的下半身依然是Cassie經典的「鴕鳥腿」，但鑒於其整體的仿人結構，我們似乎還應該把它歸為「仿人機器人」的範圍。

Digit在保留了雙腿的基礎上，將Cassie的臀部改裝成了連接軀幹的「胯骨」。Digit增添了上身軀幹和兩支4自由度的手臂，整體上身的設計十分簡潔、緊湊與輕量化，增添了雙臂的Digit會極大提升其操作能力、保持平衡能力以及摔倒後起身的能力。

軀幹頂端的激光雷達以及軀幹中的感測器都有助於Digit在行走中收集數據，使它能夠在充滿障礙的地方進行導航。

它的數字控制系統也進行了改造，通過API對爬樓梯、控制步態等高級行為進行控制。此外，Digit的軀幹中容納了兩個多核CPU，以及一個可以由第三台計算機控制的模塊化有效載荷艙，支持它進行額外的感知，並強化了它的學習能力。

而在這些改裝中，最有實用價值的還是它的一雙手臂。它的手臂擁有四個自由度，極大地擴展了它的靈活性。這雙手臂可以用來保持平衡，在摔倒時支撐身體重新站起來，推開門等障礙物，以及最重要的，操縱和攜帶物體。

這就與Agility Robotics對於Cassie的最初應用設想掛上了勾，即讓機器人送快遞，為「最後一公里」添磚加瓦。

據研究人員介紹，Digit的手臂能夠舉起大約18公斤重的箱子，也能夠將物體進行堆疊，儘管還在測試階段，Digit卻已經展示出了其擔任快遞小哥的不俗潛力。此外，研究人員也希望在加上手臂和感測器後，Digit能夠真正在救災等場景中發揮作用。

只是到目前為止Agility Robotics公司只公布了Digit的定妝照，並沒有讓人大飽眼福的視頻發布。各位就先看看圖片，然後讓我們共同期待視頻的後續發布吧！

Cassie之所以為「父」

聊完了Digit，我們再來聊聊Digit的「爸爸」Cassie。

這個「爸爸」可不是亂叫的，由於Digit的整體架構完全基於Cassie之上，連研究人員都開玩笑說「Digit is a direct descendant of Cassie.（Digit是Cassie的直系後裔）」。Digit能夠完成快遞小哥的使命，在樓梯和不同地形之間跑來跑去，主要就是基於Cassie穩定的雙腿。

可以說沒有Cassie就不會有Digit，所以「爸爸」這個稱呼Cassie當之無愧。

那麼Cassie到底為什麼能夠這麼穩定且敏捷地移動呢？

原因一：更多的自由度

Cassie的兩條腿每一條都有五個自由度，均由電機驅動。臀部有三個自由度，允許腿向前、後、側三個方向擺動，與人類一致。

脛骨和腳踝上也分別有一個額外的自由度，這兩個部分並不由電機驅動，而是附著在彈簧上，有助於機器人處理前進道路上的障礙物，就算踏在台階邊緣也可以保持平衡穩定。

原因二：更複雜的控制

Cassie所帶的電機數量多，體積也較小，由於可移動的方向更多，移動到特定方向便要計算每個電機所需的不同扭矩，為此，控制器就需要考慮到腿的慣性以及電機和變速器的動態特性。

雖然控制變得更加複雜了，但是這樣就能夠實現更多行為以及更好的性能。例如下面這個在走動中立定的實驗：

可以看出，Cassie從最開始搖搖晃晃的「不倒翁」一步一步變得穩定起來，最後連著走了幾步再站定時也幾乎不怎麼晃動了。

原因三：上樓梯的步伐更加穩定

對於雙足機器人來說，上樓梯從來都是一項不可避免的挑戰。Cassie一向認為世界是平的，這讓它的戶外行走進行得十分輕鬆，它可以在土地或草叢中連續行走一個小時。

而當Cassie上樓梯時，這種想法就不再適用了，由於樓梯對於機器人來說是較為複雜的路況，它很有可能站立不穩，進而摔倒。

當控制器擴展到垂直方向，允許兩條腿上下跨步，並增加了平滑過渡時，Cassie可以邁上樓梯，但只能保持動態穩定，不能保持靜態也同樣穩定。

接著，研究人員讓Cassie在上樓梯的時候始終試圖保持骨盆高度一致，而不是隨著抬腿拔高身子，這樣Cassie在上樓時的身形就穩定了許多。

尤其在連續登上幾階台階時，Cassie的步伐顯得更加堅定有力。

研究人員還跟Cassie開了個小小的玩笑：讓Cassie連續上兩個台階，而地上其實只擺放了一層台階，這種情況Cassie會如何處理呢？

可以看出，Cassie在上第二階踏空時有一個明顯的向上踮腳的動作，但這不存在的一節階梯並未對它的平衡性產生影響，Cassie依然保持了穩定。如果此處替換成蒙眼的人類，在第二階踩空的時候很有可能已經摔倒了。所以從某種意義上來說，Cassie的動態穩定性還是要比人類好了許多的。

有這樣一個跑步爬樓梯都不在話下的底座作為基礎，可以想見Digit將能夠如何在無人快遞領域大展身手了。

Agility Robotics表示，Digit將在年中公布定價，並從2020年第一季度開始交付，讓我們一起期待關於Digit的更多信息吧。

END

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