随手刷屏的波士顿动力机器人,用3D打印解决了哪些问题

原标题:随手刷屏的波士顿动力机器人,用3D打印解决了哪些问题

方栗子 编译自 Design World

波士顿动力的Atlas,自然不是用一天时间练就浑身技能的。

近日,在德国西部的小城亚琛,波士顿动力副总裁Aaron Saunders讲述了这台人形机器人与3D打印/增材制造之间的故事。

2009年,攻城狮们便已开始在四足机器人的基础上,开发双足机器人。

2012年,DARPA机器人挑战赛在美国开幕。比赛中,团队利用许多现成的部件,组装成一台液压人形机器人,独立式,身高2米,体重约200公斤

2015年,波士顿动力拥有了身高约1.5米,体重约80公斤的Atlas。机器人拥有28个自由度,强度密度也已提升到与人类相近的程度。

在为机器人缩小身材的过程中,团队遇到了不小的挑战。比如伺服阀——

他们发现,当机器的体积越来越小,小到人类规格的时候,市面上便很难找到适用于它的高性能伺服阀了。于是,团队自行开发了伺服阀,拥有多种模式,包括传统伺服、制动、滑行等。阀门响应时间段,且旁路泄露极低。3D打印技术在伺服阀的制造中,发挥了作用。

桑德斯说,在人形机器人项目启动的时候,他便读到了许多关于3D打印的杂志广告。虽然,现实并不像快印店的服务那样方便,但这项技术确实在以飞快的速度发展,且前景可观。

大家或许知道,Atlas的是3D打印的。研发团队着实在机器人的腿部花费了大量的心思,走了许多弯路,才终于成功把歧管、流体路由以及执行器都集中在了同一结构里。

许多部件的集成便是3D打印的一个难点。光是找到能够承担这项重任的3D打印机构,就已经非常不易。其封闭处理步骤之多,甚至足以消磨增材制造 (对比传统机械制造) 的部分优势。不过,团队依然为了达成减小惯性的目标,继续看好3D打印的潜力——

对足式机器人来说,系统的大部分动力小号在腿部的摆动上,不论是加速还是减速。虽然,人在走路时做功并不多,两足行走算是自然界非常高效的运动方式;但是,摆腿需要的动力依然可观。因此,利用削弱惯性作用便非常重要。

最终,3D打印技术使有限的空间得到更加高效的利用,Atlas的肢体惯性得到了有效降低。

与之相似,机器人的HPU也利用3D打印技术提升了空间利用效率。

目前,HPU的强度密度已接近1千伏/公斤。它位在机器人的中心,包含了收集电力并输出液压动力所需的一切部件,稳态、传感、过滤、排污阀等,全部打印在同一级结构中,利用了原本剩余的空间。

Saunders说,人们可以利用3D打印技术,制造非常有机的结构,将压力损失降到最低,去除许多不必要的组件,这一点令人振奋。

但他也表示,虽然开发伺服阀本身是一项非常有趣的任务,波士顿动力作为一间机器人公司,依然希望在机器人学方面做出更多成果,而在零部件的开发上少耗费一些精力。所以,如果可以和相关的开发团队合作,就更好了。

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