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業余雙足機器人實驗開拓者的機器人之夢 我叫李明德,68年下鄉,71年回城.現在退休了.兒時有個夢想長大了做個科學家,大了卻成了一名業余科研愛好者,在聲,光,電,機領域里默默的耕耘了四十年.這些年來積累了大量的實踐經驗,也鍛煉出很強的動手能力. 97年日本的機器人常在媒體里露面,中國的機器人,電源,控制,機械本體遲遲不能集成一起走出實驗室.看到這些急在心里,我們泱泱大國十幾億人口甘愿落后么?我就不服這口氣,我下定決心,做,做出有中國人特色的雙足機器人.可話說出來容易,事做起來很難. 實現雙足邁步人工行走,是人類模仿自身共同追求的一個高難的基本目標.模仿人類雙足行走的系統是個復雜的多自由度系統,要研究制造這樣的一個系統需要很多的理論知識,如運動學,動力學,自動控制學等.需要的技術就更多了,機構設計技術,電源技術,驅動技術,傳感器技術,精密傳動制造裝配技術,計算機控制技術等等.其它技術我雖然沒有理論,但我實踐了這么多年有一定的經驗,可重要的計算機控制技術一竅不通.那就學,買來相關方面的書自學.妻子承擔起一切家務活,我除了上班之外,業余時間一頭就扎在書里.先看計算機的發展史,再學計算機控制理論,再學單片機開發.一晃半年過去了,不僅沒掌握根本沒看進去.自己一頭霧水,不知為什么?這時念高三的兒子看出來了,就說”爸爸你基礎不好才沒 學進去”.我一聽是這個理,那我就補一補基礎知識.那可不是一朝一夕就能完成的事,五十來歲的我能辦成這事么?我這一代已不行了,培養孩子成為科學家吧! 這時孩子開始進入高考的最后沖刺,還有幾天就報志愿了,孩子學習成績一直很好,我和妻子盼望孩子能報好志愿上重點大學,改變家里的處境. 我研究機器人需要計算機技術,計算機技術將來應用的更廣泛,明天指定是熱門專業.我就動員孩子報考計算機專業,學有所成,也能幫我一把,研究機器人.孩子很懂事,知道爸爸雖然是個業余搞科研的,選的專業方向一定沒錯,就答應了報考了清華的計算機專業. 天有不測風云,一天孩子放學回家,直喊肚子痛還發燒,晚上也沒復習好,吃了兩片藥,就睡了.孩子躺在床上直冒汗,我知道這是孩子痛的.我和他媽說”孩子上醫院吧!”可孩子說”沒事挺得住,明天就好了”,孩子知道學習上的費用以給家里造成很大的經濟負擔了,不想去醫院再浪費家里更多的錢了.我和妻子一看不能再耽誤了,馬上送孩子去了醫院,醫生一看是急性闌尾炎.馬上手術,術后孩子身體恢復很快.可關鍵時刻耽誤了十來天的復習，孩子出院后報考自愿時我說“孩子自愿報低一點吧，專業好，學校好不容易考上。”可孩子自愿還堅持報清華計算機專業孩子說“爸爸媽媽，讓我博一回吧！考不上也不后悔，我曾博過。”孩子復習更努力了，最后一次模擬考試考了一個全校第二名。 高考完，等分的日子太難熬了。分數出來了，孩子考了583分沒有被清華錄取。孩子很堅強，也有思想準備，可是知道考分的那一時刻眼睛里還是含著淚水。此時我和妻子當著孩子的面沒有哭，只能說些安慰的話。畢竟全家共同奮斗了好幾年，卻是這樣的一個結果，我和妻子的心里暗暗的淌著是帶血的淚。我一遍一遍的自責自己，我想當科學家研究機器人用著計算機技術。自己不會就讓孩子去學這個專業，圓自己的夢，太自私了。孩子不報這個專業，不報清華，報天津大學583分完全可以進去。孩子太虧了沒進重點，被一所普通大學錄取了，這時我的心里在隱隱的發痛。 大學開學的那一天，我和妻子送孩子去的。回來之后妻子也常常責備我沒給孩子報好自愿，我的內心很痛苦，人生關鍵的一回我沒有給孩子把握好。后來還聽說孩子念高中的學校，把孩子報考自愿一事當成報考自愿的反面教材，我的心里壓力更大了。我一邊時常督促孩子在大學里好好學習，我一邊調整好我自己。我不能倒下，孩子念大學，需要我各方面的支持。我要把我自己從痛苦中解放出來，我又開始研究制作機器人了。 能邁步進行人工行走的機械結構有很多種，驅動源也各式各樣，控制方法也各異。從結構和控制上看大多都很復雜，大多采用的是鏈式連桿型結構。它是用搭積木的方法，每個關節做成一個自由度模塊，幾個關節就用幾個模塊連起來，組成每條人工腿。這種結構直觀，看似簡單的結構控制起來卻難了。因為雙足人工行走是兩條腿，髖關節，膝關節，踝關節串聯起來配合運動的結果。這么多關節又各自都有自己的驅動源和關節運動角傳感器，當這樣的雙足結構行走時，必須有一個很復雜的控制回路。一邊傳感器時時的傳送關節運動角的數據，一邊要有一個很好的計算的程序協調控制每個關節的運動，同時還要考慮平衡，慣力，反力等問題。利用這種結構，實現雙足行走即使是靜態的日本人在上個世紀1966-1976也集中了大量的人力，物力，財力苦苦的的探索了十年，才實現這一目標。 實現雙足人工行走,人類一直在尋找探索著各式各樣的行走結構模式,本田,索尼機器人也不是最先進的終結版,它也不是最接近人類雙腿的結構模式. 我是個開發雙足行走機器人的業余愛好者,沒有什么羈絆,我創新的設計思想可以自由翱翔.用我個人的力量,用我們中華民族特有的聰明,戰勝一切困難,開發出有中國人自己特色的雙足邁步行走機器人. 我開發雙足機器人,沒有資料,沒有資金,沒有技術.那我就利用現有的條件,一步步從零開始.先做四足的,再做三足的,在這之中簡捷的腿結構發明出來了,但兩足行走平衡的問題還沒有解決.我一遍一遍的構思,一遍一遍的制作試驗.這一過程可以說是一個艱苦卓絕的過程,沒有加工設備,鉆眼用手搖鉆,沒有合適的齒輪就用手工一齒一齒的銼出來.沒有材料就到二臺子舊物市場去找，我步行來回用2個小時,上圖書館查資料也步行，來回也2小時.在這期間我上大連看孩子回來作的火車應下半夜兩點到家,在車上一直考慮機器人問題,到鞍山沒有留意別人的提醒，一下做過了站,到遼陽才醒過神,回到家時天已大亮了,妻子一直等著給我開門. 專家們認為沒有計算機的參與,實現人工行走是一件非常困難的工作.經過三年不懈的努力,上百次試驗我成功的開發出了一種簡捷的雙足行走機構.不用計算機控制,就可以完成擬人化的人工靜態行走.我的這一成果可以使一個高難的復雜的問題簡單化,機器人整的太復雜那成本也就太高.不適合推廣和應用普及機器人知識,促進我國機器人事業的發展,必須有一個低成本簡捷的能完成基本行走功能的機器人機械結構本體. 我的機器人簡捷,留下了更廣闊的開發空間,因簡捷控制反映更快,更適合奔跑. 當初日本人在研究雙足行走機器人時走了很多彎路,走進了很多死胡同,1966-1986這一時代日本擬人機器人的開發者被淘汰了,他們沒有使擬人機器人達到商品化,他們給后來的開發者留下了更多的是反面的經驗和教訓.本田,索尼開發擬人機器人時少走很多彎路,迅速發展,幾年內就達到了商品化. 我開發的機器人要達到商品化早日面市,為中國人爭光,還有很多路要走.我在網上一直在吶喊,尋求有人能給與支持和合作.來談的人不少,真心支持的沒有,都想……. 又一年過去了,孩子大學畢業了.他沒有象爸爸期待的那樣進入科研單位工作,而投入了企業.我尊重孩子的選擇,孩子大了應該有自己的想法.我不能干擾孩子,再錯一回了. 業余研究機器人的路上我是孤獨的,我還要一如既往的走下去! 現在我的機器人只能在人工參與下進行靜態步行，做出能適合各種地型自主動態化行走的機器人是我不懈的追求永遠的夢想！2003.5.1 , |8 r$ q# ]. V+ F- F
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發表于 2017-8-28 07:27:41
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發表于 2017-8-28 11:50:32
