太原理工大学研究生团队创作的四足仿真机器人获国家级一等奖

矿井、铁路巡检，将来很有可能看到它哦

8月26日，太原理工大学研究生团队创作的四足仿真机器人，获得“申昊杯”第四届中国研究生机器人创新设计大赛全国总决赛一等奖，而且还获得了两项专利，分别是多模态轮腿分离四足机器人和可分体的多模态轮腿分离四足机器人。

10月25日，山西晚报记者采访了团队的老师张金柱和队长曹建冬。目前，该团队还在这一项目加快进度，调整机器人，进行原地踏步、行走、跳跃、爬楼梯等各种复杂动作。

回忆参赛过程既自豪又有压力

说起创作这一项目的初衷，团队成员表示，当时想在煤矿巡查方面，用四足机器人来代替人工巡查，提高效率，保障人员安全。现在看来，它可以用在铁路、电力方面的巡检等，前景非常宽泛、长远。

“申昊杯”第四届中国研究生机器人创新设计大赛，在业内有相当的影响力，今年由浙江大学承办。参加的大学院校有200多个，队伍有800多支，能够在如此激烈的竞争中脱颖而出，团队队长曹建冬非常有感触。

“回忆参赛经历，既有自豪感，也倍感压力。”曹建冬说，最让他记忆犹新的是在特等奖争夺中，他们输给了实力强大的另外两所院校。

初赛是在5月到6月底进行，需要提交动画建模、申报书等各种材料，阐述团队的想法、技术、条件，由评委会来决定能否进入决赛。

8月7日进入决赛，在8月23日之前，需要准备视频、仿真结果、PPT、海报等等。

8月22日，团队5人动身去了浙江大学。比赛期间，他们见到了庞大的参赛队伍，也细心准备着自己的答辩材料，在相关区域展示太原理工大学四足机器人的海报、视频。

在小组赛里，曹建冬先代表团队阐释该项目的主要创新点。一般而言，四足机器人有的用轮式，有的用腿式前进。他们这款机器人则轮腿结合，在相对平坦路面使用轮式前进，可以提高速度，在有障碍物的路面使用腿式，可以跨越障碍物。

随后，他们小组中的4人参加了小组4人现场答辩，从背景、机械结构、多种模态、控制系统、理论、仿真结果等方面一一作了介绍，并对实物单腿跳跃作了展示。

一天晚上10点，团队被通知将要参加特等奖争夺战，5人连夜改进方案、准备回答评审专家的提问。

曹建冬说，这次特等奖有2名，一等奖有15名，二等奖有30名。获得特等奖的大学项目更加成熟，研发时间在5年以上，5个博士一起上阵，而他们才开始两年多，成员也是研究生一二年级，与对方差距确实不小。

8月26日颁奖，曹建冬上台领到了一等奖。

研发时困难不少

说起四足机器人的创作背景，带队老师张金柱介绍，山西是矿产资源大省，为了保障矿井生产的现代化，进一步减少矿井安全事故，无人化作业场景及对井下危险因素的实时监测技术亟待发展，他们研究的可分体多模态四足机器人能够代替矿井勘探人员进入未知环境进行高效勘探，并对作业场景危险因素进行预警，从而预防事故发生，保障矿井人员生命安全，减少经济损失。

两年来，研究遇到了不少困难。比如拿单腿跳跃来说，刚开始，电机等各项硬件设备进行测试，发现只能跳不到10厘米，后来发现电机的供电不足，又更换了电机，优化了算法，使得机器人能跳25厘米。

后来又要把仿真加进去，比如四足机器人向前做抛物线跳跃，落地再跳，这样连起来就形成了向前奔跑。之后，又加了落地缓冲效果，这样更加流畅，也保护了电机。

这个机器人的材料大部分是铝合金，不好制作零配件，学生和老师找到了周围一个工厂的加工师傅，提供零配件的图样，对方制作好了，他们再来组装，需要调整的再去仔细打磨。

未来前景很广

研究生师生团队现在都憋着一口气，四足机器人在山西首屈一指，但是在全国还处于追赶阶段，因为有比他们更加先进的技术、理论以及实物。

10月25日，山西晚报记者见到张金柱老师，他说，目前正在给四足机器人加陀螺仪，这是起平衡作用的，相当于人类的小脑。没有加陀螺仪之前，机器人如果发生倾斜，自己是不会纠正的，加入以后，它能在行进中动态调整自己的平衡状态。

再往后，机器人要做原地踏步、行走、跳跃、爬楼梯的模式和实测活动，将来，四足机器人可以广泛应用到矿井巡检、铁路巡检、电力工厂巡检等更多、更广阔的领域。

“我们始终坚信，经过不懈的努力，我们和全国四足机器人的差距会逐渐拉近，甚至超过他们。”太原理工大学师生们表示。山西晚报记者 宋俊峰