重力补偿

重力补偿是这样一个巧妙做法：实时算出此刻重力对机械臂每一个部件向下拉拽的力到底有多大，然后让电机以恰好相等的力反向托住——不多也不少。结果就是机械臂仿佛失去了重量：它既不会向地面下垂，也不会向上漂移。想象你把一架很重的梯子稳稳地举在半空。你的大部分力气并不是用来移动它，而只是用来对抗重力，好让梯子停在你松手的地方。重力补偿就是把这份恰到好处的“托举”力气交给机器人自己的电机，让它们自行把手臂托住。

这为什么如此重要？机械臂是一串沉重的连杆，重力对每根连杆的拉拽，取决于此刻手臂是怎样折叠的——伸直的手臂在肩部所需的托举扭矩，要远远大于收拢的手臂。机器人会用一个描述自身质量和长度的数学模型，一个关节一个关节地算出：仅仅为了对抗重力、保持不动所需的那份稳定扭矩。一旦这份基准扭矩被自动提供，控制器再发出的任何额外指令，就会纯粹用在你真正想要的运动上，而不会被浪费在托举重量上。这让手臂更容易被精确控制，也让人可以直接抓住手臂、像它在漂浮一样用手引导它——很多机器人正是用这种方式被“手把手”教会新动作的。