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長江日報大武漢客戶端2月7日訊（記者鄧小龍）《流浪地球2》大火，電影里的不少角色、形象也受到熱捧，其中就包括機(jī)械狗“笨笨”。近日，湖北工業(yè)大學(xué)碩士研究生周航就在電腦上復(fù)刻出了“笨笨”的三維模型，并為其編制了程序，使其能實(shí)現(xiàn)智能識別、動態(tài)抓取、自主導(dǎo)航等功能，可以作為日常生活中的“服務(wù)機(jī)器人”。

周航制作的三維設(shè)計圖。

在電影中，“笨笨”全稱為“多功能全地形智能運(yùn)輸平臺”，英文縮寫為DOG System，擁有在外太空、海底等極端環(huán)境下運(yùn)輸、勘測、躲避的功能。“第一眼看到宣傳海報時，我就覺得很親切。”周航告訴記者，盡管“笨笨”是科幻電影中出現(xiàn)的角色，但對其進(jìn)行優(yōu)化后就能用于服務(wù)普通人的日常生活。這也正是他的研究方向——輪式移動機(jī)器人。

7日上午，周航通過電腦向記者展示了他設(shè)計的“笨笨”。從外觀上看，與電影中的形象十分相似。在演示中，周航為“笨笨”設(shè)定了一組起點(diǎn)和終點(diǎn)，“笨笨”出發(fā)后自主設(shè)計路線，途中的固定障礙、移動障礙全部識別并避開，最后順利到達(dá)終點(diǎn)。周航解釋說，目前是在ROS/Gazebo中完成了實(shí)物仿真實(shí)驗，這是一款被國際學(xué)者所認(rèn)可的機(jī)器人權(quán)威仿真軟件，能真實(shí)模擬出實(shí)際實(shí)驗環(huán)境。“也就是說，模擬出來的效果和組裝出來的實(shí)物幾乎是一模一樣的。”

周航演示他設(shè)計的“笨笨”。記者鄧小龍 攝

周航介紹，這是一臺“足式移動機(jī)器人”，自由度較高，當(dāng)行走在平坦路面時，4個麥克納姆輪同時工作，可實(shí)現(xiàn)全方位移動；當(dāng)行走在崎嶇路面時，可切換至四足形態(tài)行走；在其上方是兩只可折疊的機(jī)械手臂，并在末端配有機(jī)械抓手，此結(jié)構(gòu)也讓“笨笨”具備了一定“動手能力”。此外，周航也按照電影還原了“笨笨”的可旋轉(zhuǎn)頭部，一面是攝像頭，一面是顯示屏。在外觀設(shè)計完成后，周航花了3個通宵為“笨笨”設(shè)計程序，目前已完成移動機(jī)器人底盤的運(yùn)動控制、深度相機(jī)的智能識別、機(jī)械手臂的動態(tài)抓取、動態(tài)環(huán)境下的自主導(dǎo)航、復(fù)雜環(huán)境下的自主建圖以及自動歸位充電等算法的設(shè)計。

周航制作的三維設(shè)計圖。

“在太空里工作的‘笨笨’，其實(shí)是可以走進(jìn)家庭的。”周航說，按照他的設(shè)計，這款“笨笨”不僅可以實(shí)現(xiàn)掃地機(jī)器人的掃拖一體、自動避障、自動歸位充電等功能，還因其具有機(jī)械臂和機(jī)械手，可以實(shí)現(xiàn)一些輕量的物品搬運(yùn)，例如送藥、送水等。看到電影里的“笨笨”會因害怕縮成一團(tuán)，周航同樣為其設(shè)計了折疊功能，可以裝進(jìn)盒子里便于攜帶和保管。

周航告訴記者，由于當(dāng)前還缺少一些硬件設(shè)備，例如大扭矩小體積的無刷驅(qū)動電機(jī)、深度攝像頭、多線激光雷達(dá)、關(guān)機(jī)電機(jī)等，暫時無法進(jìn)行實(shí)物的組裝。如果能得到資金支持，這款“笨笨”可在兩周內(nèi)量產(chǎn)交付。

周航是湖北工業(yè)大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院2021級碩士研究生，師從許萬教授。僅在2022年，他就圍繞研究方向輪式移動機(jī)器人領(lǐng)域申請國家發(fā)明專利十余項。從小就對機(jī)械感興趣的他，上大學(xué)后選擇了機(jī)械工程專業(yè)，還自學(xué)了機(jī)器人編程等課程，經(jīng)常自己動手解決生活中的“懶人式”需求。他說，今后希望從事嵌入式開發(fā)等相關(guān)工作，為智能家居等電子設(shè)備開發(fā)程序，解決人們生活中的實(shí)際需求。

【編輯：趙可】

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