Snapbot机器人的的组成部分及工作原理

Snapbot是迪士尼研究团队开发的最新机器人。有一个主体和六个可分离的腿，蜘蛛模样的形式是模块化的，可以以许多不同的方式重新配置不同类型的移动。

是什么让Snapbot与众不同

Snapbot开发的重点是其可重新配置的能力，同时仍然保持机动性。无论只有一条腿相连，还是完整的六条腿相连，机器人仍然能够行走。

虽然以前有很多关于腿型机器人（单足、双足、四足、六足等）的可变结构的研究，但大多数这些机器人都有基于模型的设置。所以，你可以把机器人设置成三条腿的方案，装上三条腿，然后看着机器人走。

通过Snapbot，嵌入式算法“读取”机器人的配置，并相应地调整其运动模式。这意味着在“受伤”后，比如失去一条腿，它可以适应自己的行为。

Snapbot的组成部分

snapbot的硬件由3D打印机身和六条腿组成。

主体是机器人的中心枢纽。它的形状像一个六边形，六边为六只腿提供了接口，底部有六个三角形支撑，可以减少机器人与地面的摩擦。

它配备了一个7.2伏的锂离子电池，为机器提供无栓电源。它还有一个OpenCM9.04单片机，为机器提供处理能力。微控制器用四个铆钉连接到车身框架上，来自微控制器的数据被定向到两个集线器，每个集线器将数据传输到三个最近的支点。

身体的总宽度接近3英寸，包括电池和电子设备在内的重量约为0.4磅。

然后，每个模块腿以放射状的形式附着在主体上，这与Anthrobot不同，Anthrobot有6条腿，每条腿在主体的两侧各有3条腿。

Snapbot最多可以连接6条腿，但有三种腿可以提供三种不同的移动方式。三种腿型分别是滚转、偏荡和偏荡。每条腿都是3D打印的，作为一个单一的关节部分，不能拆卸，每个使用DynamixelXL-320位置控制伺服。脚上有一个橡皮头，可以帮助腿承受运动带来的压力和冲击。

这条腿的设计重点是保持零件的轻量，同时仍然允许一定程度的结构完整性。每条腿的重量在0.19到0.026磅之间，这取决于腿的类型。

那么是什么启发了Snapbot呢

和其他受到自然启发的机器人一样，Snapbot也受到了动物的启发。他们特别关注那些有能力根据环境改变配置的人。像海星这样的动物不仅能像人一样从坐着的姿势变成站着的姿势，它们还能主动地从一个肢体上分离出来以躲避捕食者，然后再重新长出肢体。

研究报告还引用了昆虫在失去六条腿中的一条或多条后仍能行走的能力。它还引用了青蛙经历的蜕变——长了两对腿，失去了一条尾巴。

在设计机器人的过程中，研究人员还研究了其他模块化机器人系统，这些系统有更小的模块部件和统一的联轴器。此外，研究人员还研究了机器学习技术是如何被用来创造能够适应环境变化或配置变化的机器人的。

它是如何工作的——细木工

机器人的腿是通过磁力分离和重新连接的。机器人的每条腿由四个磁铁组成，可以很容易地把腿拉下来，或者把后腿放到身体上。磁体也被安排使用极性限制连接到正确的部分方向。

但这些不是简单的磁铁接头。在每个联轴器的中心是一个8针弹簧负载电连接器。这个连接器传输电力给腿，和数据告诉腿做什么。

它是如何工作的——运动力学

在Snapbot中，安置在机器人中心的微控制器是移动算法的起源。该微控制器实时工作，确定机器人的腿的配置;然后它根据附着的腿的数量来确定它的运动路径。

对于这个迭代，Snapbot的移动被限制在直线前进，但是处理器仍然有很多变量需要计算。只有一种类型的腿有14种不同的腿构型，但是有三种类型的腿，有700种可能的腿构型。

为了评估腿的当前配置，控制器在每条腿上ping伺服器，以确定附加的腿的类型。它通过连接伺服器数据线和控制器的连接器销确定每种类型的腿的位置。这种配置扫描每100毫秒进行一次。

然后处理器根据配置计算正运动学。腿部运动的三种类型是划船、爬行和行走。当只有一条腿时，机器人会用划桨的动作来拖动身体。在任何两腿配置的变化，机器人使用一个爬行运动，最大化滚动关节运动创造更好的地面接触到脚和拖动身体。在有可能走路的腿组合中，Snapbot可以将身体从地面抬起来，用两条对角线的腿向前走。

Snapbot的未来开发

Snapbot演示了使用模块化腿的可变配置模型和使用实时机器学习的适应性，而这个机器人是公司发现过程中的一块垫脚石。

它“将被用于进一步的腿部运动研究，”迪斯尼研究公司说。特别值得一提的是，研究小组计划探索Snapbot如何从进化算法和传感器（如摄像头）的增加中获益。