可模仿人投掷冰壶，这款亮相冬奥会的六足机器人来自上海交大

六足机器人在冰立方测试 本文图片均为 上海交大 供

2月18日下午，一位特殊的机器人“选手”在“冰立方”进行了冬奥会首秀：冰壶投掷表演。只见它一双中腿支撑身体，一双后腿蹬踏起踏器，用一双前腿控制冰壶的方向和移动与旋转速度，奋力一投，击中目标。

这位冰壶机器人“选手”是在科技部国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项支持下，由上海交通大学机械与动力工程学院教授高峰领衔，上海交通大学与上海智能制造功能平台有限公司组成的六足冰壶机器人研究团队研发的，是世界上首款模仿人蹬踏、支撑滑行、旋转冰壶行为方式的六足冰壶机器人。

“人投掷冰壶时，一条腿支撑身体，另一条腿蹬踏起踏器，眼睛瞄准目标，手控制冰壶的速度和方向，是一个复杂的决策行为。怎样根据人投掷冰壶的行为特征，设计机器人的结构；如何根据视觉与力觉测量的信息，辨识冰面与机器人接触的动力学参数，从而预测机器人滑行和冰壶运动的轨迹；如何根据人类投掷冰壶的决策方法来控制机器人的行为……这些都是我们开发六足冰壶机器人遇到的技术挑战。”高峰介绍说。

机器人寻找起踏器从站立转换成投壶状态

人类用手控制冰壶的方向和旋转速度、一条腿支撑身体、另一条腿蹬踏起踏器——上海交通大学设计的六足机器人具备人类投掷冰壶的这三种行为功能，和人投掷冰壶时手和双足的分工便做到了一致。

冰壶比赛不仅是一次体能竞赛，也是一场智力博弈。因此，研究团队需要根据人投掷冰壶的行为特征来训练机器人，让机器人实现人的行为决策方式。在投掷冰壶过程中，六足机器人前部双腿转化为人手的功能，实现抱壶和旋转壶的运动；中部双腿的膝盖和前部双腿的肘关节复合成四点接触冰面，形成人支撑腿的功能；后部双腿蹬踏起踏器，实现推动机器人加速滑行的功能，另外，前部双腿可在机器人滑行运动过程中二次掷壶来控制冰壶运动的方向、速度和角速度，实现精准投壶和击打功能。

机器人从投壶转换成站立和行走状态

投掷冰壶动作结束后，机器人从投掷冰壶的构态转换成站立构态，可以进行冰面行走和寻找起踏器。冰面的粗糙度和摩擦特性受冰面的制作和使用时间长短的影响明显，机器人要通过视觉和力觉检测信息，辨识冰面的摩擦特性，来建立机器人和冰壶的动力学模型，从而实现机器人运动特征规划和精准的冰壶投掷、击打。

在冬奥会冰壶比赛期间，这款机器人还进行了投掷冰壶表演，为奥运选手加油鼓劲。此外，六足冰壶机器人能实现冰壶投掷运动的数字化，成为冰壶运动员日常训练器材，也可给运动员当陪练员，辅助运动员投掷冰壶的决策与规划。