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  • 1 # JeffWangDY

    問題發出好些天了,沒有得到比較細緻的回答。題主本人對機器人和太極這兩方面都不是深入瞭解,感興趣而已。

    中華元素怎樣與科技融和,到世界大同那一天能傲立世界民族之林?

    扯太遠了吧,還遠得很呢。然而,國外已經有人做出了中醫推拿的機器人樣機。噴子可能要噴了:那有什麼,一個工業機械手加了掌、指,編了一套控制軟體而已。但那不是按摩椅到機器人的一個起步飛躍嗎?

    太極推手,比中醫推拿難度當然大多了。估計沒有現成的產品可以用。就是起步僅做固定的只有雙臂動作的,好像也沒有見過雙臂工業機器人。

    開發專用機械手難度也不小,雙臂的體積形狀得跟人差不多。推拿就沒有這個限制。限制體積之後,發力,受力能否達到推手所需的程度?

    其次才是軟體控制,發力與應對策略。。。

    能夠走動的推手陪練,就更不可望不可及了?

  • 2 # 工業機器人之家

    太極推手是人用上肢迴圈往復地進行圓周運動,也有人把它視為連桿運動,以太極基礎動作定步平圓單推手為例,手在進行了一系列圓周運動後會回到原點,之後再根據原先的軌跡重複運動。這個動作強調定步,也就是腰要穩,這時從整個人來看,有6個剛性自由度,從手臂看,有7個自由度。

    因為現在機器人手臂都是仿人的上肢設計,所以我們主要看手。從上圖可以看出,人的上肢共有7個自由度(不要較真,就7個),其中第7個被稱為冗餘自由度(不是說廢,很重要)。自由度越多,手臂靈活性越強,同時剛性越差,即容易受傷。考慮到太極推手是“定步”的,就是人不能“動”,那常規的工業機器人確實不能滿足,因為大部分工業機器人是三軸四軸的,運動過程中會把你推過去拉過來,“底盤”不穩,這是機械性決定的。要想定點不動做一些複雜的圓周運動,你至少需要一臺六軸機器人。

    這種六軸以上的機器人,叫協作機器人,之前提到了,軸(自由度)越多,剛性越差,所以這些都是輕型機器人,負載較小,幹不了“重活”。

    以上圖的機器人為例,這個機器人有7個軸,可以看到它頭尾固定,中間關節可以自由運動,這就滿足了太極推手的基本姿態需求(簡直是標杆!)。另外,兩個手臂的協作機器人也是有的,如ABB的Yumi就有兩隻“手”。具體想裝幾個,這是控制器方面的問題,大不了可以裝兩個獨立的手臂。

    “手”的問題解決了,接下來就是“用勁”。坦白來說,我從沒跟打太極的人接觸過,所以不知道他們到底是怎麼用力的。如果只是用力推過去,借力打回來,那給協作機器人設計好運動路徑就可以了,初學者跟著機器人的運動軌跡調整姿勢和用力技巧,應該不需要機器人主動施力。

    然後,問題來了。首先是,貴。協作機器人對製作水平要求很高,所以真正做得好的沒幾家。比起工業機器人,協作機器人確實便宜不少,但畢竟也是機器人啊,像動圖裡的那個機器人,幾萬,如果再乘個2……這樣的價格能接受嗎?其次是,有沒有必要。上面的猜測全是基於機器人的,我不瞭解公園裡那種練太極用的健身推盤,那個的體驗、效果怎麼樣?改造一下那個會不會更簡單便宜?

    最後要提一點,現在機器人也出現了商業表演,那些個子非常小的機器人“玩具”個個會打太極拳,這可不是說明打太極很容易實現,打太極的終極問題就是自由度的問題,那些小機器人動輒幾十個自由度,更像人,所以動作也更活靈活現。有些東西,做小了容易,做大型就特別難。至於題主提到的推拿機器人,那個是優傲家的協作機器人手臂加上一個末端執行器,比起手臂,我個人覺得演算法和末端工具更稀奇一點。

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