先进控制
阻抗控制
阻抗控制是一种思路:它告诉机器人的不是“该待在哪里”,而是“被推时该有怎样的手感”。大多数简单的控制坚持让机器人无论如何都保持在精确位置,因此一旦碰到墙或人,它就会固执地硬挤过去,可能造成损害。阻抗控制则让机器人的手(即末端执行器——尖端的夹爪或工具)表现得像一套你选定的弹簧加阻尼器:推它,它就按你设定的量让开,然后再缓缓回弹。你编程设定的是“机器人所受的力”与“它允许的运动”之间的关系,而不是把它死死钉在某一个点上。
可以把它看作在调节一次握手的软硬。把虚拟弹簧调硬,机器人就握得牢,受力时只略微让步——适合精细作业。把它调软,机器人就变得温柔而宽容,绕着接触顺势流动——适合在人身边工作,或凭手感把零件滑入到位。阻尼那一部分则控制这种让步是偏弹跳还是偏黏滞的手感。关键在于,你不是先测出力、再事后去反应;而是把整套动态行为塑造好,让恰当的“一推一让”在接触时自然涌现。
由于它以运动的偏离作为输入、以接触力作为响应,当机器人必须去触碰一个不确定、不断变化的世界时——开门、抛光表面,或在人类周围保持安全——阻抗控制就成了自然的选择;在这些场合,僵硬的位置指令要么脆弱,要么危险。
一只擦窗的机器人被设成柔软的阻抗:当玻璃出现弧度时,手臂以稳定、轻柔的压力贴着表面跟随,既不会抬离,也不会把玻璃压裂。
编程设定的是一根弹簧,而不是一个点——让机器人按设计去让步。
阻抗控制是“输入运动、输出力”;它的镜像——导纳控制——则是“输入力、输出运动”;二者互为逆运算,要根据机器人的硬件来选用。
又称
另见