過(guò)去十年里開(kāi)發(fā)的大多數人形機器人都是剛性關(guān)節，如果它們要與人進(jìn)行互動(dòng)就會(huì )出現問(wèn)題。假使不小心打到人或者失去平衡而摔倒，它們那不能彎曲的雙臂和雙腿就可能會(huì )對人造成傷害。近來(lái)，研究者們在開(kāi)發(fā)各種剛性標準的機器人關(guān)節方面表現出越來(lái)越濃厚的興趣，這將提高機器人的安全性，但到目前為止還鮮有團隊造出了一個(gè)完整的機器人成品。如今，意大利技術(shù)研究所（Italian Institute of Technology，簡(jiǎn)稱(chēng)IIT）的一支團隊憑借他們的COMAN機器人（柔性人形機器人）正逐漸接近這一目標。

　　仿照四歲孩子而造的COMAN，身高94.5厘米（從脖子到腳），體重31.2千克。該25自由度（DOF）機器人結合了剛柔兩種關(guān)節（如下圖所示）。柔性關(guān)節（14 DOF）依靠的是串聯(lián)柔性制動(dòng)器。這些由IIT團隊定制的制動(dòng)器被應用于彎曲或伸展的機械臂和機械腿上。這些制動(dòng)器既小巧又模塊化，該特點(diǎn)使之成為打造如人形機器人等多自由度機器人的理想材料。研究者們也為每個(gè)彈性關(guān)節開(kāi)發(fā)了定制的力矩傳感器，包括用于踝關(guān)節的一個(gè)六維力/力矩傳感器。

　　那么這種柔韌性究竟有何幫助？彈性制動(dòng)器為COMAN走路增加了彈簧：在行走實(shí)驗中，“無(wú)需施加額外的控制，機器人的軀殼就自然吸收了每走一步時(shí)地面的反作用力。而如果沒(méi)有特定的足部裝置或者不加以主動(dòng)控制，剛性制動(dòng)的類(lèi)人機器人很難實(shí)現這一點(diǎn)。”當施加以穩定操控方式時(shí)，即使是在移動(dòng)的平臺上或是翻倒時(shí)，機器人也能穩定住自己。

　　COMAN的內部結構由鈦合金、不銹鋼和鋁合金制成，包裹以ABS塑料外骨骼。以下圖片顯示了串聯(lián)彈性制動(dòng)器（SEA）的位置和結構，SEA分布于機器人的臀部、膝蓋、腳踝、肩膀和手肘處。

　　在自己開(kāi)發(fā)柔性人形機器人的過(guò)程中，該團隊還發(fā)明了一種方法以確定最優(yōu)關(guān)節彈性，但該方法是一個(gè)極為耗時(shí)的試錯過(guò)程，迄今仍缺乏足夠的數據支撐。他們的方法是基于共振分析和儲能最大化標準，為其他探索柔性機器人的研究者們提供了一個(gè)框架。

　　較早一些探索柔性關(guān)節的機器人包括早稻田大學(xué)的Wendy（1998）和Twendy-One（2007），這些服務(wù)性機器人旨在輔助老年人。出于安全原因，它們使用專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的關(guān)節裝置打造了柔性手臂，但這種關(guān)節裝置稍顯笨重。最近，拓荒者機器人學(xué)公司（Meka Robotics）制造了一個(gè)有著(zhù)柔韌手臂的人形機器人，而三星（Samsung）的Roboray和德國航空航天中心（German Aerospace Center）的DLR-Biped則擁有力矩控制的機器腿。再思考機器人公司（Rethink Robotics）的Baxter也有柔韌的雙臂。

　　不過(guò)，在打造同時(shí)具有柔性雙臂和雙腿的人形機器人方面，IIT團隊當屬領(lǐng)頭羊。該團隊的成員包括尼克斯•G•薩格雷基斯（Nikos G. Tsagarakis）、史蒂芬•莫非（Stephen Morfey）、古斯塔沃•梅德拉諾•塞爾達（Gustavo Medrano Cerda）、李志斌（音）和達爾文•G•考德威爾（Darwin G. Caldwell）。如果你想知道為什么這個(gè)機器人沒(méi)有頭，別擔心：它的腦袋正在研發(fā)中。我們聽(tīng)說(shuō)，研究者們還完成了一雙機器手。我們期待將很快有更多新部分整合到這個(gè)機器人身上。