新的双向遥控操作系统将您的动作发送给机器人，并将机器人的动作发送给您。

小爱马仕想要借用您的大脑

麻省理工学院的研究人员展示了一种新型的远程操作系统，该系统允许两足机器人“借用”操作员的身体技能，从而以更高的敏捷度移动。 该系统的工作方式和大导演斯皮尔伯格的电影“ 头号玩家”中的触觉套装有点像。但是，电影中的触觉套装是用来将人连接到他们的VR虚拟化身，而麻省理工的这个服装却将操作员连接到了真实的机器人上。

这款机器人叫小爱马仕，它目前只有两条小细腿，大小大约是成年人的三分之一。在龙门架的支撑下，它可以原地迈步和跳跃或者走上一段很短的路。当然了，在高科技层出不穷的当代社会，这也算不上是十分令人印象深刻的事情。但是研究人员表示，他们的方案可以帮助能力强的灾难救援机器人更加接近工程现实。他们解释称，尽管最近的研究工作取得了一些进展，但是，要构建一个和人类的运动和决策能力相当的全自动机器人仍然是一个挑战，而这，正是更先进的远程操作系统可以提供帮助的地方。

研究人员，现任伊利诺伊大学厄本那-香槟分校助理教授的João Ramos和麻省理工学院仿生机器人实验室主任Sangbae Kim是小爱马仕的两名研究人员，他们在本周的《科学机器人》杂志上介绍了这个项目。他们在论文中指出，现有的远程操作系统通常无法有效地将操作人员的动作与机器人的动作匹配起来。另外，常规系统也不会向人类远程操作员提供物理反馈，以告知机器人正在做的事情。他们提出的新方法解决了这两个挑战，而且，为了了解新方法在现实实践中的工作方式，他们打造了小爱马仕。

图片来源：科学机器人

麻省理工学院这款双足机器人小爱马仕的主要组件包括：（A）定制设计的执行器，用于承受冲击并能够产生高扭矩。（B）低惯量的轻型肢体，可以较快地摆动腿部。（C）坚固耐用且轻便的脚踏传感器，带有三轴接触力传感器。（D）坚固的惯性测量单元（IMU），可以估算机器人的躯干姿态、角速度和线性加速度。 （E）国家仪器公司的实时计算机sbRIO 9606，用于机器人控制。（F）两个串联的三节锂聚合物电池。（G）刚性轻巧的框架，可最大程度地减少机器人的重量。

今年年初，麻省理工学院的研究人员为这个项目撰写了一篇深度文章，里面介绍了小爱马仕和它大哥（大爱马仕，用在高效机器人机制和机电系统中）。在那篇文章中，他们描述了系统的两个主要组件：

“[...]我们正在构建一个远程机器人系统，该系统包括两个部分：一个敏捷、可做动态动作的类人机器人，和一个新型的双向人机接口，这个接口可以将您的运动发送给机器人，也可以将机器人的运动发送给您。所以，如果机器人踩到了碎片并开始失去平衡，操作人员也会同样感到站不大稳，并会本能地做出反应以防止跌倒。然后，我们捕捉人类的这个物理响应并将其发送回机器人，这将有助于帮助机器人避免跌倒。通过这种人机接口，机器人可以利用操作人员天生的运动技能和瞬间反应来站稳脚跟。

您可能会说，我们正在将人的大脑放入机器中。”

图片来源：科学机器人

麻省理工学院的研究人员为控制小爱马仕建立的人机接口与传统人机接口有所不同，其不同之处在于，小爱马仕人机接口依靠操作人员的反应来提高机器人的稳定性。研究人员将这种接口称为平衡反馈接口或BFI。BFI的主要模块包括：（A）为躯干和脚定制的接口附件，旨在高速（1 kHz）捕捉的人体运动数据。 （B）两个欠驱动模块，用于跟踪躯干的位置和方向，并向操作员施加力。 （C）每个执行模块有三个自由度，其中一个是由直流无刷电机拖动的推/拉杆。 （D）一系列带有被动关节的连杆，这些被动关节连接到操作员的脚上并跟踪它的空间平移。 （E）国家仪器公司的实时控制器cRIO 9082，用于闭环BFI的控制回路。 （F）测力台，估计操作人员的踩压中心位置，并测量操作人员净接触力的剪切分量和法向分量。

下面是更多实验片段，有小爱马仕原地踏步和跳跃的动作，还包括前后走上几步并保持平衡的展示。看到最后，会有一些原地踏步试验失败的场景。可怜的小爱马仕！

在这篇最新的《科学机器人》论文中，麻省理工学院的研究人员解释了他们如何解决了远程操作系统的一个关键挑战：

远程操控策略的挑战在于需要将人体的运动正确地映射到机器上，同时告知操作人员机器人复现人体运动的程度。 因此，我们提出了一种解决方案，用在该双向反馈策略中，以控制双足机器人，使之可以与操作人员同步地采取踏步、跳跃和行走。这种动态同步的实现要点是：（i）将人体运动的核心数据按照比例实时缩放到机器人的尺寸，（ii）向操作员施加反馈力，该反馈力的大小与人对机器人的相对速度成正比。

毫不夸张地讲，小爱马仕现在已经迈出了前进的第一步，但是研究人员表示，他们希望更进一步，将类似小爱马仕这种设计的机器人腿作为一个组件，用在更高级的类人机器人中。他们设想了一种可以快速移动的四足机器人，该机器人可以在各种地形中穿行，当需要时就变身为双足机器人，用双手进行灵巧的操作。要实现这一点，可能需要将麻省理工学院研究人员在他们的实验室中建造的其它一些机器人整合起来，最终可能会创造出一个介于猎豹和爱马仕之间的混合变体，或者是介于小猎豹和小爱马仕之间的混合变体。最终的机器人会是什么样？我们已经迫不及待地想要看一看了。