抖空竹在中国有悠久的历史

它初看起来像是在玩一个大型悠悠球

其实它可是一件难度系数较高的技术

当抖动空竹做出花样技巧时

人的上肢肩关节、肘关节、腕关节

下肢胯关节、膝关节、踝关节

加之颈椎、腰椎都需要巧妙配合

最近，抖空竹还火到了机器人领域！

抖空竹机器人

这个抖空竹如行云流水般的家伙

就是欧姆龙集团下SINIC X公司

开发的空竹机器人

同时，它还能进行人机协作

实现AI与传统的巧妙碰撞！

抖空竹机器人

01

“化繁为简”——空竹模型诞生！

抖空竹的核心在于绳子，要模拟绳子的运动轨迹并不容易，原因在于空竹和绳子之间的相互作用是十分灵活的。

除此以外，影响绳子摩擦力的因素还有很多，因此，在实际操作时往往难以测量或具象化这些因素。

欧姆龙研发的空竹模型（Diabolo Model）“化繁为简”，简化了原本抖空竹的复杂动作，用一个椭圆来表示绳子的轨迹，力与运动的关系也得以更方便地计算。

椭圆空竹模型

为确保模型的准确性，欧家研究人员通过记录人们花式抖空竹的过程，形成了一个数据集，并将这一数据集和模型进行对比。

我们惊讶又欣喜地发现，在精度与物理一致性上，模型的表现结果都超过了预测水平。

研究人员记录人们抖空竹过程的数据

02 机器人“花式”玩空竹的秘诀

在空竹模型的研发过程中，研究人员描述了一种基于最优控制的方法「基于模型的预测控制」（Model-based Predictive Control，MPC）。

这一方法能在输入空竹的速度和位置数据后，通过优化其中一根小棒的运动轨迹，预测两根小棒顶端的运动轨迹，来生成机器人抖空竹的轨迹。如此一来，机器人就能变身杂耍达人，花式玩转空竹~

MPC方法的具体过程

最后，研究人员在真实的机器人系统上进行测试，并成功解锁了人机共抖空竹的炫技场景。

03 从抖空竹，看未来人机共融

由于抖空竹主要是依靠惯性进行操作，如果用真正的机器臂来训练这样的高加速度任务，不仅成本会很高，而且操作起来存在一定的危险性。

而对于机器人来说，抖空竹其实是一个挑战递增、激励不断的绝佳学习过程。

欧姆龙第六代FORPHEUS乒乓球机器人

OMRON SINIC X公司这次的研发，目的在于推进机器人精细控制和人机协作，这也是欧姆龙继FORPHEUS乒乓球机器人后的又一力作，是欧姆龙深耕机器人领域，不断探索的成果。

未来

欧家的空竹机器人将会持续升级

继续挑战更多复杂动作

我们还将发布该模型作为独立模块

和Gazebo插件以供学习

不断刷新人机共融的新境界