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新智元推薦 來源：機器人大講堂 作者：超凡知識產權 編輯整理：元子 【新智元導讀】本文從波士頓動力背后申請的專利入手，從動力系統、步態分析，詳細探討了波士頓動力機器人背后的技術實現。 波士頓動力四足機器人的發展歷程（前世今身） 相比于輪式或履帶機器人，波士頓足式機器人具有更強的地形適應能力，身體十分靈活，可以在各種崎嶇不平的地面行走。 奔跑性能極強的Wildcat 平衡力極強的Spot 不懼摔倒的SpotMini 歡樂起舞的新版SpotMini 經過一年年的技術迭代，波士頓動力的四足機器人不再僅僅是應對軍方的大狗機器人，而越來越變得小巧靈活，適應力極強。 為了探索其背后的技術路線，我們對波士頓動力申請的專利進行了檢索分析： 波士頓專利布局 對主要申請人Boston Dynamics進行檢索，檢索截止日期為2019年1月，其中涉及機器人的專利文獻共有72篇，對其進行簡單統計，可以得到如下結果： 波士頓動力的專利申請態勢圖 可以看出：從2001~2011年，波士頓動力共申請了4件有關足式機器人的專利，這十年是足式機器人技術的探索階段，即專利布局的早期階段；從2014年開始，波士頓動力在足式機器人的不同技術維度開始進行專利布局；直至2017年都保持了較高的申請量，這期間不斷推出了足式機器人的改進版，于2016-2017年推出的SpotMini是更新換代的產品（爬樓梯的SpotMini），為其商業化應用奠定了基礎。 如下圖所示，通過對上述72篇專利進行分類標引，波士頓動力四足機器人的技術領域主要涉及液壓驅動和電液混合驅動，上述技術保證了機器人具有較強的運動能力。而步態規劃、平衡控制、復雜地形動態規劃以及自我回正屬于機器人的運動控制，同時也是波士頓的核心技術，上述技術使機器人更好的適應環境，維持動態平衡，實現智能移動。 波士頓動力的專利技術分布圖 下圖為波士頓動力足式機器人專利技術路線圖。 波士頓四足機器人技術路線圖 1、波士頓動力早期專利 通過分析波士頓動力的專利申請趨勢可發現，波士頓動力雖然成立于1992年，然而早期的專利申請多是關于離合器、軸承、醫療器械等，直至2001年9月21日才與SONY公司聯合申請一種仿生寵物狗機器人專利（US6484068B1），該專利主要解決的是寵物狗機器人的跳躍控制，如下圖。 US6484068B1附圖 專利中將跳躍劃分為兩個控制階段，第一階段控制機器人的四個腳同時跳離地面，第二階段控制前腿先落地后腿后落地，通過改變腿的落地角度和延遲角度實現落地。 而在2004年6月9日波士頓動力獨立申請了一份可以行走或爬行的多足機器人的專利US20050275367A1，設置在機身上的12個電機通過錐齒輪機構驅動六個腿的運動，如下圖所示。通過這種錐齒輪機構還可實現機器人身體高度的調整。 US20050275367A1附圖 US20050275367A1附圖 經過了前期在多足機器人領域的探索，波士頓動力在多足機器人的發展上持續改進，并將其成果進行專利布局。 2、四足機器人動力系統分析 動力問題是機器人的核心問題，關系著機器人能否動起來，工作時間的長短。波士頓動力早期的機器人主要是電機通過齒輪驅動連桿機構，對于沒有載荷要求的機器人而言是足夠的，對如Bigdog這類以內燃機為動力且需搭載較大負荷的機器人則顯得力不從心，為此，波士頓動力在液壓驅動方面布局了較多專利，如下圖的液壓控制技術發展路線。 波士頓動力液壓控制發展路線圖 BigDog系統能耗高的問題突出，能量的多次轉換、多環節傳遞造成了大能量損失，如下圖所示為足式機器人在前行中理想的足部軌跡，腿部的運動是通過液壓系統實現，在理想軌跡下機器人可降低液壓驅動能耗。 足部理想軌跡圖 足式機器人在不同場合需要不同的功率供給，具有不同功率模式切換是降低功耗的重要手段，為此，波士頓動力在2008年10月14日提交的專利US20100090638A1中通過傳感器檢測力，控制器控制閥適時進行開關動作，實現按需高功率或者低功率模式。 在此基礎上，波士頓動力在2011年5月18日提交的專利申請US20120291873A1中公開了一種具有高壓油路，中壓油路和低壓返回油路的液壓系統，如下圖所示。 US20120291873A1附圖 為了提高機器人運行的效率、減小功率消耗以及提高運動的穩健性，波士頓動力在2014年8月1日提交的專利US20160023647A1中通過判斷關節承受的載荷類型和大小，以選擇適當的液壓或電動致動器，使得機器人的功率消耗最低。如下圖所示，機器人根據不同的負載選擇不同的驅動方式組合。 點擊查看全文/(剩余0/%/)

鬼谷子，姓王名詡，又名王禪，道號玄微子。因隱居鬼谷，故自稱鬼谷先生。鬼谷子常入山采藥修道，于嵩山東南學仙，師從老子。他通天徹地，智慧卓絕，人不能及。一曰數學，日星象緯，在其掌中，占往察來，言無不驗；二曰兵學，六韜三略，變化無窮，布陣行兵，鬼神不測；三曰言學，廣記多聞，明理審勢，出詞吐辯，萬口莫當；四曰出世，修真養性，祛病延年，服食導引，平地飛升。兩千多年來，鬼谷子被兵法家尊為圣人，被縱橫家尊為始祖，被算命占卜的尊為祖師爺，被謀略家尊為謀圣，被名家尊為師祖，被道教尊為王禪老祖。他的思想博大精深，涉及到的知識面非常廣，但語言卻晦澀難懂，但是可以從以下八個方面表現他處世的智慧。1、欲聞其聲反默，欲張反斂，欲高反下，欲取反與。釋義：要想聽見別人的言辭，自己反要沉默不語；要想敝開別人的心扉，自己反要收斂言行；要想贏得別人的尊重，自己反要謙卑慎微；要想獲取別人的好處，自己反要付出利益。引申：比如，如果敵人要刺探情報，肯定不會大張旗鼓地說，我來了，你們把情報交出來。他一定會先收買一個內鬼，偷偷地潛伏，等待時機。為了釣到大魚，就要不惜魚餌，為了今后的高調宣布勝利，就要事先三緘其口，有時候對方很警惕，容易獲得假情報，這時就要反復比較，模擬結果，得到真實的消息。2、智用于眾人之所不能知，而能用于眾人之所不能，潛謀于無形，常勝于不爭不費。釋義：真正的謀略使用出來，常人無法覺察，卻可以做到普通人無法完成的事情。至于如何運用，這就跟道德經里面“功成事遂，百姓皆謂：我自然”差不多了，全都是“無為而無不為”。引申：好比是四兩撥千斤，在沒有改變事物本來面目，或移動軌跡的情況下達到目的。相對于去強加改變，這種方法沒有副作用，就像西醫治病往往要動手術，而中醫則可以推拿、針灸。又好比教育孩子并不需要大喊大叫，或者棍棒相加，完全可以以一種潤物細無聲的方式，不僅孩子容易接受，效果也較好。3、故愚者易蔽也，不肖者易懼也，貪者易誘也。是因事而裁之。故為強者積于弱也，為直者積于曲；有余者積于不足也，此其道術行也。釋義：愚昧的人容易被蒙蔽，一個不肖之徒容易被恐嚇，貪圖便宜的人容易被引誘，所有這些都要根據具體情況作出判斷。引申：所以說，才智也好，金錢也好，都不是天生就帶來的，而是從無到有積累而成的。不積跬步無以至千里，不積小流無以成江河。天上從來不會掉餡餅，財富不會白白被你得到。4、智者不用其所短，而用愚人之所長；不用其所拙，而用愚人之所工；故不困也。釋義：聰明的人不用自己的短處，而寧可用愚人的長處；不用自己的笨拙，而寧可用愚人的技巧，因此才不至陷于困于困境。引申：每個人身上都有閃光點，只要你用心發現，你就會找到值得你學習的地方。金無足赤，人無完人。誰都有自己的長處，但也有自己的短處。聰明的人不但要懂得用力，還要懂得借力，單靠自己的力量是無法達到目的。三人行必有我師，要懂得借用別人的力量，才能夠取長補短，取得勝利。5、故謀莫難于周密，說莫難于悉聽，事莫難于必成，此三者唯圣人然后能之。釋義：謀劃最難得就是考慮周到、思維縝密，說最難的就是讓別人全部聽從，做事最難得就是一定成功，這三點只有圣人才能做到。引申：做事情提前要謀劃周詳嚴密。只有提前做好規劃，目標明確，計劃詳細，運作精準，操作的事情才能成功，缺一不可，所以諸葛孔明未出茅廬就可以三分天下。6、故物歸類，抱薪趨火，燥者先燃，平地注水，濕者先濡，此物類相應，于勢譬猶是也。釋義：世間萬物的發展都是有規律的，抱著柴草接近火,一定是干燥的部分先燃燒;往平地上注入水,一定是低濕的地方先浸透。事物的內因和外因是相互作用的。引申：要按照事物不同的性質來實行“摩意”之術，這就不會有不響應的。根據那些被游說者的喜好來施行“摩意”之術，那些人怎么會不聽從呢？如果你想要獨來獨往，那就要注意事物的細微變化，把握好時機，在有了成績之后也不停止努力，持之以恒地堅持下去，天長地久就一定能取得成功。7、審定有無與其實虛，隨其嗜欲以見其志意。釋義：按對方的真實性和虛偽來確定有沒有，順著對方的嗜好和欲望來判斷其內心的真正想法。引申：不同之人，特點不同，有人賢良、有人不肖，有人聰明、有人愚蠢，有人勇敢、有人怯懦，有人重情重義、有人薄情寡義。和不同的人相處，就應采取不同的策略。對愛錢的人，就用錢財打點；對愛權之人，可以許以官職；對狂妄之人，就適時打壓；對謙遜之人，務必敬重。唯有根據他們自身的特點進行駕馭，才能將對方玩弄于股掌之間，進而達到我們的目的。8、圣人所以能成其事者有五：有以陽德之者，有以陰賊之者，有以信誠之者，有以蔽匿之者，有以平素之者。釋義：圣人之所以能成功，主要通過五個方法：用道德公開感化別人，用謀略暗中懲治對手，用誠信收服別人，用愛心庇護他人，用廉潔來凈化一方。引申：當形勢有利于我方，真理和我們同在時，我們可以大張旗鼓，理直氣壯地完成一件事；而當形勢不明，或有難言之隱，就應暗中運籌帷幄；當力量不足，需要借助外力時，就應以誠信取信結盟他人；當有些事情不宜公開時，就應周密貴微，就連自己的部下或親屬都不能公開；有些事情本來就在順勢而行，就應順其自然，依勢施計。

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