這是波士頓動力機器狗「他爸」?美軍80年代機器狗「考古」
這個 3 米高的龐然大物誕生于 80 年代,比波士頓動力機器狗還早 20 多年。
前段時間,波士頓動力機器狗 Spot 正式開售,而且已經有買家曬出了首個開箱視頻。波士頓動力機器狗項目由美國國防高等研究計劃局(DARPA)資助,初衷是研制一種能夠負重的機械騾,和士兵一起在傳統機械車輛無法行駛的粗糙地形上作戰。2005 年,Spot 的前輩——「Big Dog」機器狗的發布讓波士頓動力聲名遠播。
波士頓動力發布的「Big Dog」機器狗。
但很多人不知道的是,波士頓動力 Spot 其實并不是 DAPRA 資助最早的「機器狗」,一個名為「ASV」的項目比它還要早二十多年。
ASV 是一個身高 3 米、體長 5.18 米的龐然大物,寬度也達到了 2.4 米,相當于一輛卡車,所以有媒體將其稱為「行走的卡車」。

波士頓動力機器狗:「這是我爸?」
這么個大家伙走起路來也是相當威風的:
這個項目始于 1981 年 1 月,由 DARPA 出資、俄勒岡州立大學的兩位教授 Robert McGhee 和 Kenneth Waldron 負責打造。項目的初衷是想造出一款足式機器人,在坦克履帶無法行進的地形中完成任務。
和波士頓動力 Spot 不同的是,ASV 里面還坐了一名操作員,在某些情況下手動操作機器的六條腿:
為了減輕操作員在操作過程中花費的體力和腦力,這個龐然大物體內安裝了 17 臺計算機。
按照今天的標準來看,這些計算機其實是很簡陋的。機器人肩膀上那 6 個笨重的矩形盒子其實就是計算機所在的位置,每個盒子里都裝了一臺英特爾 "86/30" 128k, 8-bit 計算機,用來控制機器人的腿部運動。

其余的 11 臺計算機各自負責不同的任務,比如控制操作員座艙內的 CRT 顯示器、分析腿部以及腳上的壓力傳感器收集到的數據、根據座艙里的 128x128 像素掃描測距儀的數據確定最佳落腳點等。所有這些數據都由操作軟件來解讀,該軟件是用 Pascal 寫的,包含 15 萬行源代碼。而這些代碼的任務只有一個:讓 ASV 漫步。
在座艙里,操作員借助按鍵和操縱桿控制 ASV 的行走路線。
兩位教授曾在一篇論文中提到,ASV 的最終目標是實現自主行走。但最終,這個目標沒能實現。當然,錢不是問題,這個項目每年都能從 DARPA 那里拿到 100 萬美元的資助,真正的限制條件是當時計算機的處理能力。

論文鏈接:http://www.theoldrobots.com/images116/OSU-ASV-19.pdf
其實,那些錢不止花在了計算機上,整個 ASV 的機械系統也很復雜。
ASV 的核心位置安裝了一個 900cc 的摩托車引擎,峰值輸出可以達到 91 馬力,但它不止為一個巨大的液壓泵提供動力。在該引擎和 18 個可變排量泵(用于驅動 ASV 的液壓缸)之間有一個 100 磅的飛輪,每分鐘可以轉 12000 轉,存儲 0.25 kWh 的能量。這意味著,它可以在一小時內輸出 250 瓦的電力。
這點非常有用,因為 ASV 的 18 個泵是由一個非常復雜的系統來驅動的。引擎通過齒形傳送帶將動力從輸出軸傳遞到三個獨立的傳動軸上。這些裝置從前往后連接著整個 ASV,然后通過更多的齒形傳送帶將動力傳到泵上(每條腿 3 個泵)。
為了在這種高摩擦系統中完成高耗能動作,ASV 需要的動力要超出引擎所能提供的動力。這種情況下,飛輪儲存的能量就派上了用場。當 ASV 突然停下來時,飛輪可以幫助機器從泵中回收一些能量,確保在突然失去動力的情況下平穩地停下來,類似于混合動力汽車的再生制動系統。
得益于這種復雜的驅動系統,ASV 的行進速度最快可以達到 12.9km/h(相當于普通人的中級慢跑)。雖然也不是很快,但以這個速度行進時,里面的人會感覺顛簸。而且,這個龐然大物重達 5952 磅(約 2699.8 千克),但有效荷載只有 485 磅(約 220 千克)。在種種因素制約下,ASV 的巡航速度控制在 6.4km/h 左右。
然而,緩慢的巡航速度限制了 ASV 的實用性。
由于體型比較大,ASV 可以越過 2 米多高的垂直障礙和 7 米多寬的戰壕,但緩慢的巡航速度限制了它的實用性。因此,DARPA 還是對這個項目失去了興趣,并于 1990 年將其徹底砍掉。
經過了這么多年,ASV 已經下落不明,有消息稱它被打包放在俄勒岡州立大學的某個地方,也有人猜測它可能在 DARPA 手里。
至于這個項目到底有沒有意義,目前還存在一些爭論。有位網友介紹說,這個大家伙可能只適合在平地行走。如果要跨越一道溝,操作員必須進行手動操作:先將五條腿鎖住,使用操縱桿將一條腿邁過去,然后用這條腿做支撐將身體往前挪,接著再鎖住五條腿將第二條腿邁過去并重復這個步驟,直到六條腿都邁過去。因此,ta 覺得這個東西沒什么用。

但也有人認為,這個項目所踩的坑可以為之后的研究提供很多借鑒,錢花得不冤枉。

不過可以肯定的是,開著這么一輛機器「卡車」在街上走肯定比遛波士頓動力機器狗還拉風。