Vijay Kumar: 维杰·库马尔:飞行机器人
Vijay Kumar: Flying Robots
嘉宾:Vijay Kumar
精读 · 按主题梳理核心观点、论证与案例。
§01介绍维杰·库马尔
莱克斯·弗里德曼介绍维杰·库马尔是世界顶尖的机器人学家之一,宾夕法尼亚大学教授,宾大工程学院院长,也是 GRASP 实验室的前主任,该实验室成立于 1979 年,距今已有 40 年。库马尔最为人所知的是多机器人系统、机器人集群和微型飞行器方面的工作,这些机器人能在现实世界的不确定性和挑战中于飞行时协作。
§02从 7000 磅的六足机器人到敏捷四旋翼
库马尔读研究生时造的第一个机器人,是一个大型项目的一部分,要建造一台重近 7000 磅的六足机器人。它由液压驱动,有 18 个液压马达,每个都由一块英特尔 8085 处理器和一块 8086 协处理器控制,另有第 19 台计算机来协调各个关节。他的论文工作是协调这 18 条腿,尤其是液压缸中的压力,以实现高效的运动。
弗里德曼问,让所有电机相互通信有多难。库马尔说,做这部分工作的同事写出了他认为是第一个多处理器操作系统,那是在 20 世纪 80 年代,计算机的时钟速度只有大约半兆赫。
库马尔说,看到那个机器人动起来很神奇,不过事后看来它本应小得多,就像今天的机器人那样,比如波士顿动力或宾大衍生公司 Ghost Robotics 的产品。当时他受限于可用的算力和基础条件。从人类心理来说,越大就显得越宏伟:人们对纳米技术从来没有像对航天飞机或波音 747 那样欣赏。
被问到他见过的最美的运动中的机器人是什么时,库马尔说他最自豪的是学生们的工作:能在受限空间中机动的小型无人机,它们彼此协调,形成三维图案,实质上是在空中创造出可以即时变形的三维物体。他早先用地面机器人做过二维版本,没有那么令人印象深刻。2011 年的三维版本是个重大成就,而八年后已相当普遍。
弗里德曼问美是否在于分布式协作。库马尔说工程师眼中的美与外人眼中的美不同。他在半空中形成并变形的形状中看到美,也在单个部件的敏捷中看到美,弗里德曼则问这些形状和部件能被操控得多快。
在术语上,库马尔不喜欢 drone(无人机)这个词,因为它意味着笨拙的、预先编好程序的、只做一件小事的东西,而机器人绝非如此。“无人驾驶的”可能指无线电控制,所以他认为正确的词是空中机器人。敏捷是一种属性,但它们不一定非得敏捷。
§03蚂蚁的启示与集群设计
被问到哪些生物最能启发他的工作时,库马尔提到蚂蚁。个体很简单,却极其稳健:一只有六条腿的蚂蚁失去一条腿仍能正常运转,甚至可能没意识到。作为种群,它们也极其有韧性。