關於機器人走路

這個頁面我們談一下讓仿人形的機器人行走這件事…

Micro:bit+360Servo模仿人雙腳走路

說到走路這事,對於肢體正常的人來說是再平常不過的事了,我們一腳前一腳後地交替不就行了,設計機器人就是模仿我們「人」動作,但真的就一腳前一腳後這麼簡單?

其實你如果好好地觀察自己走路的過程,應該就能發現事實上走路這件事有許多細微的「眉角」,我們如何讓機器人去實現呢?

Plen2機器人的動作

這是日本人設計的人形機器人(plen.jp/en/plen2-2/ ),幾年前剛發表時大家為之驚豔,我也有跟瘋買了一台來組(買電機的部份,3D組件的部份自己印),為了展現細緻的動作,它使用了18顆舵機來模擬人的關節,走路就像人向前走一樣,但一不小心就會跌倒…

你會注意到雙腳交替走路時,會產生離心力,雖看起來是直接自前,但其實是包含著旋轉的動作的,如果你讓某一隻腳直接抬起,那結果必然是機器人因重心不平衡往那一側傾倒~

所以「走路」這件事有一個很重要的前置條件:「重心轉移」,而且不斷交替

Cute二足前進慢動作

透過觀察慢動作可以發現,某一腳要先能抬高(表示重心先轉移到另一腳才行),接下來重心腳的軸關節運用向前旋轉的方式讓抬起來的那一腳能移到前方,接下來交換兩腳的動作

Cute二足前進慢動作

向後退其實就是前進反過來

如果你仔細一點就也會發現自己走路也是這樣的,只是動作上沒那麼誇張

如何利用程式來實現重心轉移

這是我粗略的寫法及原理,兩個舵機同時加了30度,雖達成重心轉移,但你可以試著修改程式,看能不能動作上文雅一點…