近幾年，科技界迎來了機器人的大發展，工業機器人咱們暫且不論，在類人機器人的發展歷史中，我們之前相繼介紹過多款了。
比如最早的是日本本田已經
終止開發的
人形機器人ASIMO：
技能和動作水平最高的美國波士頓動力公司的
機器人Atlas
：
鐵了心送快遞的美國大長腿機器人
Agility Robotics
對（升級版的Cassie）：
可以開車、射擊、用機械工具的俄羅斯
Fedor宇航機器人
：
還有前段時間咱們剛介紹過的韓國的
LIMS2仿人雙臂機器人
：
今天咱們介紹一下來自德國
LOLA的人形機器人
。
LOLA的人形機器人是慕尼黑工業大學機械工程系正在研究構造的一種能夠快速、類似人類自主行走的機器人，他們透過改進視覺感知和步行控制的整合來解決機器人的自主性問題。
LOLA機器人研究的重點是機器人不依賴於人類感知和決策能力的自主性。研究內容包括動力學，實時運動規劃控制以及此類系統的設計。
LOLA的基本資訊：
身高：180釐米
體重：68kg
速度：5公里/小時
硬體：26個電動關節，由無刷直流電動機驅動。
影片展示的是前幾年，LOLA機器人在不接收視覺資訊的情況下，在不平坦地形上行走的情況：
下方影片演示了LOLA機器人在不平整的地形上行走的一種力控制方案：
由於機器人的重量對全系統動力學有很大影響，因此輕量化結構非常重要。該專案應用的方法是將主要結構部件設計為由鋁製成的熔模鑄件。
LOLA機器人的腿部設計非常精妙，自由度分別分佈在：腿6個自由度，髖關節3，膝蓋1，踝關節2。其中，膝關節採用電機+滾珠絲槓傳動，踝關節採用電機+同步帶+錐齒輪+滾珠絲槓+連桿傳動。這兩個主要關節的所有驅動均佈置於大腿內部，質心高，慣量低，從而為站立和行走時的穩定性提供了物理基礎。
之後研發人員對LOLA的上身增加兩個附加關節，即別名“手臂旋轉”，這大大增加了可到達的任務空間。
近日，LOLA雙足步行機器人又進行了一次重大升級，實現了依靠上肢輔助的多觸點移動（multi-contact locomotion）。直觀地說，就是機器人學會扶牆了：
是不是看起來更像人了？
研究團隊表示，這項技術仍處於早期階段，但它為LOLA帶來了迄今為止機器人中最人性化的雙足運動。
比如，在透過崎嶇不平的路面時，“下意識”地用雙手扶住兩邊的牆壁。
機器人由於腳下的一塊板子滑落而失去了平衡，但由於手部的支撐而能夠保持直立。
在受到外來的推力時，單手撐住牆壁保持直立。
看起來很像腿腳不方便的老年人，在前進的過程中用手順勢扶下週圍物體。
LOLA的原始版本專為快速雙足步行而設計，儘管它有兩條手臂，但它們並不是要與環境接觸，而是要補償快速行走過程中腳部的動態影響。
而且，軀幹設計相對簡單，可以滿足其原始目的。
然而，在多觸點操縱過程中，它並不能承受來自手的高負荷。因此，研究人員從頭開始重新設計了LOLA的整個上身。
從骨盆開始，軀幹的強度和剛度增加了。團隊透過最佳化關鍵零件，以最小的重量獲得最大的強度。
此外，他們為手臂增加了額外的自由度，以增加手的可觸及工作空間。
在軟體方面，機器人採用了層次性架構。
在最高層次上，視覺系統先生成一個環境模型，並估計場景中機器人的6D姿態。然後，行走模式生成器使用這些資訊來規劃一個動態模型，引導LOLA到預定的目標位置。
在較低層次上，穩定模組來進一步完善這個環節，以補償模型或其他因素產生的誤差，並保持整體的平衡。
研究人員表示，使用LOLA進行研究的主要目標之一是在複雜，崎嶇不平的地形上保持快速自主的運動，
最終達到與人類相似的步行速度
。
研發團隊希望透過這項研究，一方面能為直立行走的控制機制提供新思路，另一方面能證明目前對人類步態的生物力學模型的理解是否正確。
當前，LOLA可以以
1.8 km/h
的速度進行多點接觸運動並
穿越不平坦的地形
，這對於兩足動物而言相對較快，但對人類而言仍然較慢。
平坦的地面上，LOLA的硬體使其能夠以相對較高的
3.38 km /h的最高速度行走
。
在LOLA 變得越來越像人的同時，研究人員也在探索雙足機器人如何利用它們的四肢以非人類的方式移動。用LOLA進行的這次研究就是朝更多可能性邁出的一步。
參考文獻：
［1］機器人大講堂：慕尼黑工業大學人形機器人，不依賴人類感知和決策能力自主行走
［2］機器人大講堂：超酷的雙足機器人LOLA全新升級！不依靠視覺，高速穩定行走於障礙物，動態適應環境！
［3］機器人大講堂：德國人形機器人LOLA重大升級！學會「扶牆」，解鎖最人性化的雙足運動
