

你听说过火柴人吗?它是一个7英尺高、会摆动的机器人表演者,体重仅有40磅,可以做出后空翻,然后自己决定何时收腿并平躺在背部着陆。
火柴人于5月首次亮相,是早期无畏的机器人表演者版本,而迪士尼最新展示的仿人杂技机器人则属于他们称之为“Stuntronics”的类别。他们建造这类飞行机器有几个原因。首先,这些机器人可以完成对人类来说过于困难或危险的壮举。此外,机器可以一遍又一遍地表演而不会感到疲倦。(这是公司使用机器人技术的绝佳理由:例如,在密歇根州一家通用汽车铸造厂,一个大型机器人从灼热的液态铝中倒出发动机缸体。)
另一个原因与将人们在迪士尼电影中看到的电脑生成特技带入现实世界有关。毕竟,创造一个机器人版的钢铁侠或雷神,比训练真人杂技演员模仿这些角色的特技要安全得多。“我们希望做一些不仅是人类的,而是超越人类的事情,”迪士尼研究公司助理研究科学家摩根·波普说。“这里的希望是,我们提供的是有形有质的东西,而不是虚拟数字的东西。”
飞行机器人
迪士尼已经在上海迪士尼乐园等地安排了真人特技表演。当然,他们也已经有了机械动画人偶,但那些家伙并不适合飞行。例如,以佛罗里达州“阿凡达”主题景点中的“萨满”角色为例。“这是一个非常、非常精密的、非常、非常富有表现力的动画人偶,”华特迪士尼幻想工程研发部的首席研发“幻想工程师”托尼·多伊说。“但绝对不是我们愿意将其抛向90英尺高的户外空间的东西。”
但与萨满不同,火柴人式的机器人是设计来飞行的。火柴人拥有三段身体和两个柔性关节,通过激活由加压空气驱动的气动缸来操纵自己进入收缩姿势。它的车载大脑由一个微控制器组成,两个关键传感器系统帮助它了解身体在空间中的运动情况。当它处于收缩姿势时,它的旋转速度会更快,就像花样滑冰运动员收起手臂时旋转速度会加快一样。
其中一个传感器称为IMU,即惯性测量单元,它包括加速度计和陀螺仪。“这是我们唯一且最好的姿态测量方法,它还能估算出位置,”波普说。

激光测距仪
火柴人上另一个重要的传感器是一组三个激光器,它们测量机器人与地面之间的距离,当机器人大致水平时——它们通过将光线反射到机器人下方的表面上来实现这一点。这与自动驾驶汽车中的系统相似,只是要简单得多。
“这个激光系统让我们知道我们离地面有多高,并帮助我们估算速度,”波普说。这一点很重要,因为火柴人必须计算出最佳的收腿时间,以便在着陆时能平躺在背部。
“一旦它在空中,它就会智能地决定何时收腿,”他说。
机器人需要做出这个计算,因为每次表演特技时变量都会发生变化。例如气缸中的气压甚至关节的摩擦力都会影响结果。“每一次投掷都永远不会完全相同,”他说。
波普说,人们很容易将他们创造的机器人拟人化,并对它们产生共鸣。“特别是当有了智能,机器人能够做出你没有编程的收腿决定时,就会产生一种真正的生命感,”波普说。“它开始不仅仅是木棍的连接。”
迪士尼在火柴人之后又推出了Stuntronics。他们最近公布的一款Stuntronics机器人重达90磅,而且比简单的火柴人做得更多。“它知道何时屈膝来做一个翻滚,何时收紧手臂来旋转,甚至何时减慢旋转速度以确保完美着陆,”公司在声明中表示。