"我的敵手今朝是美國航空航天局（NASA）。"北京交通大學(xué)傳授姚燕安如斯定位自身的研討。
這并非一句玩笑話。正在接受《財經(jīng)國度周刊》記者專訪時，姚燕安說，多少機器人的運用定位，是現(xiàn)有機器人難以經(jīng)由過程的極度龐雜阻礙環(huán)境，包含民用搶險救濟嚴(yán)重破壞路面、軍事田野作戰(zhàn)靜態(tài)變革地形，和星球深度探測未知龐雜輪廓等。現(xiàn)正在國際上只有美國航空航天局正正在研發(fā)一款適用于月球北極龐雜地形深度探測的四面體機器人。
事實上，美國人還已對姚燕安的研討和作品有了接觸和掌握。美國總統(tǒng)奧巴馬夫人米歇爾對此更是興趣盎然。
2014年3月21日，中美兩國的第一夫人彭麗媛取米歇爾一同觀光了北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)。她們來到工程技術(shù)實驗室時，姚燕安正在給門生們上"多少機器人"課。
姚燕安向彭麗媛和米歇爾引見了課程狀況及自創(chuàng)的"MSEA"教誨理念，即以多少機械人為載體，將數(shù)學(xué)（Mathematics）、科學(xué)（Science）、工程（Engineering）和藝術(shù)（Art）相結(jié)合，出力造就門生構(gòu)成數(shù)學(xué)家的松散思想、科學(xué)家的立異精力、工程師的實踐才能和藝術(shù)家的美學(xué)教養(yǎng)。
彭麗媛說，學(xué)校教育要看重造就門生立異思維和探索本領(lǐng)。
門生們展現(xiàn)了本人建造的機器人。米歇爾和女兒拿起遙控器，正在門生們指導(dǎo)下操控機器人。開始時"雙三角錐機器人"不聽使喚，她說這是個"壞男孩"。而比及學(xué)會節(jié)制機器人自在挪動后，米歇爾非常高興。正在白宮隨行記者為其攝制的訪華日志記載片中，她兩次說這門課程"真酷"。
新概念多少機器人
由1990年代的《神龍斗士》，到現(xiàn)在的《變形金剛》，機器人形象已家喻戶曉。狹義的機器人是指仿人形"兩足機器人"，廣義的機器人包孕仿四足狗馬、六足蟲豸、八足蜘蛛等"多足機器人"，和蛇形機器人等。若在傳統(tǒng)輪式、履帶式挪動體系上搭載計算機，使其具自立挪動本領(lǐng)，還稱為"輪式機器人"或"履帶式機器人"。
姚燕安首提"多形式團體閉鏈連桿式挪動體系"新概念挪動體系，其本質(zhì)是將龐大空間連桿機構(gòu)團體適用于組成挪動機器人的機器本體，具有龐大環(huán)境的高度適應(yīng)能力、優(yōu)良剛度和低成本控制體系等明顯技術(shù)優(yōu)勢，其定位為應(yīng)適用于現(xiàn)有輪式、履帶式和腿式等挪動體系均難以適應(yīng)和根據(jù)的極度龐大停滯地形。
基于多形式團體閉鏈連桿式挪動體系，姚燕安提出俗稱"多少機器人"的新概念機器人。循名責(zé)實，多少機器人設(shè)計理念源于多少學(xué)。使用機器科學(xué)制作三角形、四邊形、四面體、立方體等物理實體，用電念頭驅(qū)動并以計算機開展自動控制，使這一些實體外形可變更且可在空中遙控或自立轉(zhuǎn)動、步行或匍匐，成為"平面多少圖形機器人"或"立體多少圖形機器人"。
以轉(zhuǎn)動三角形機械人為例，將三角形的極點開展鉸接（兩條邊在鉸接點處能夠遷移轉(zhuǎn)變），各邊接納電動推桿作為動力。根據(jù)調(diào)劑電動推桿的長度，使機械人的重心發(fā)作變化，當(dāng)重心超越底邊的支持地區(qū)時，機械人發(fā)作傾倒。反復(fù)這個歷程，轉(zhuǎn)動三角形機械人即能夠?qū)崿F(xiàn)直線挪動。如在三角形機械人下方安裝兩只"足"，那末它就能夠?qū)崿F(xiàn)步行了。
六邊形機器人一樣取幾何學(xué)中的六邊形雷同，正在每一個極點處設(shè)置遷移轉(zhuǎn)變搭鈕，使它得到變形本領(lǐng)。從中不難發(fā)覺，隨著邊數(shù)的增長，機器人的變形本領(lǐng)還正在逐步加強。六邊形機器人可變形為：三角形、四邊形、五邊形，乃至能夠模擬履帶的體式格局舉行轉(zhuǎn)動活動。
持續(xù)提升邊數(shù)，我們能夠獲得更加復(fù)雜多變的多邊形機器人，如摹擬六角或八角雪花外形的雪花型多邊形機器人等。以立體幾何中的空間多面體為底子，能夠結(jié)構(gòu)多面體機器人，包孕四面體機器人、五面體機器人、六面體機器人，和削楞截角多面體機器人等。
別的，將折疊縮放技能取多少機器人融合，還可構(gòu)造出各類外形能夠增大或變小的機器人。
"行走的雪花"
"我很觀賞塞尚，塞尚被稱為當(dāng)代藝術(shù)之父。塞尚發(fā)起根據(jù)圓柱體、圓錐體、圓球體這一些多少形體來顯示自然，創(chuàng)始了立體主義藝術(shù)的學(xué)派。我盼望正在客觀冷清的機器人高新科技內(nèi)里，融入藝術(shù)的情懷和思惟。"姚燕安向《財經(jīng)國度周刊》記者展現(xiàn)了他們研討制作的一款雪花型機器人。他以為，一片"自在行走的雪花"，異常巧妙和浪漫。
"雪花機器人"源于"雪花機構(gòu)"，即出現(xiàn)雪花外形的連桿機構(gòu)，其根本構(gòu)型呈六角形，還可通過轉(zhuǎn)變邊角數(shù)目的體式格局創(chuàng)造出八角、十角、十二角等系列化的多角雪花機構(gòu)。
以電動機給予動力，"連桿機構(gòu)"即成為一部"連桿機械"，"多少機構(gòu)"還即成為一部"多少機械"。正在多少機械的各連桿當(dāng)中，需求選出一個桿作為固定的機架，稱為"機架桿"，其他各桿均參照機架桿干相對運動。
如將"雪花機械"排除機架桿的束厄局促，團體置于空中，并以計算機開展挪動操縱，"雪花機械"即成為可挪動的"雪花機械人"。雪花機械人還具有另外一大亮點機械智能性：其一，傳統(tǒng)智能機械人如遇停滯，先由傳感器感應(yīng)到停滯的方位，將信息傳遞給操縱器，再由操縱器下達相干的躲障下令。而雪花機械人能夠根據(jù)本身布局及力學(xué)特征感知停滯物的存在，實現(xiàn)主動躲障；其二，雪花機械人具有被動行走本領(lǐng)，即在未加裝機電的情況下，能夠沿緩坡主動行走，其步態(tài)文雅靈慧，極具美感。
以四個雪花機構(gòu)替換傳統(tǒng)輪式機器人的車輪，便可得到變形輪機器人。變形輪機器人正在通例路面上以圓形輪快速挪動，正在阻礙路面上則增大輪徑舉行攀爬。倏忽轉(zhuǎn)變，越障如平地。
由"MSEA"到"MSEAP"
迄今，姚燕安團隊已開收回百余種已批量生產(chǎn)的具有原創(chuàng)理念和完整自主知識產(chǎn)權(quán)的多少機器人產(chǎn)物，取得了40余項發(fā)明專利受權(quán)。
姚燕安以為，多少機器人以多少、運動學(xué)和力學(xué)常識為根蒂根基，并交融了電子和計算機軟件技術(shù)，取青少年兒童的常識結(jié)構(gòu)無縫連接，為科教行業(yè)供應(yīng)了將數(shù)學(xué)取高新科技奇妙聯(lián)絡(luò)的"絕佳載體"。
"我們還開發(fā)了基于視頻手勢辨認手藝的多少機器人，人們能夠根據(jù)手勢節(jié)制機器人的舉措，使多個機器人排列成不一樣的隊形。這類人機合作扮演的方法，明顯加了互動文娛(300043,股吧)性，加了門生進修的愛好。與此同時，連系青少年兒童的知識結(jié)構(gòu)，開收回一批'多少故事'扮演劇目，包羅如'會走路的三角形'、'翻跟頭的四面體'等故事情節(jié)，加了文化內(nèi)在。"姚燕安報告記者。
姚燕安以為，青少年兒童高新科技教誨不該簡樸順從數(shù)理化等主課的傳統(tǒng)講授形式，而應(yīng)激勵實驗引入高校的高新科技教誨形式，勇敢采取前沿的高新科技成果，讓門生進入到高新科技立異的"高層次"和"當(dāng)前時"，而不但停留在簡樸模擬的"低層次"和"過去時"。
姚燕安的多少機器人課程，現(xiàn)階段已應(yīng)用于中國人民大學(xué)附屬中學(xué)、北京師范大學(xué)第二附屬中學(xué)、北方交通大學(xué)附屬小學(xué)等中小學(xué)，和西城區(qū)青少年兒童高新科技館、東城區(qū)青少年兒童高新科技館等校外高新科技教誨機構(gòu)。
現(xiàn)階段，姚燕安正斟酌將自身提出的"MSEA"教誨理念拓展為"MSEAP"理念，加了一個"P"，即哲學(xué)(Philosophy)。他以為，需求思索多少機器人內(nèi)蘊的更深條理的哲學(xué)。
科學(xué)是發(fā)覺宇宙間所存在的客觀真理，數(shù)學(xué)這不是實在存在，反而是數(shù)學(xué)家腦筋中所建構(gòu)的假造邏輯，工程是利用數(shù)學(xué)和科學(xué)道理來締造為人類所用的安裝、機械或體系，藝術(shù)為藝術(shù)家所締造，人為自然界進化而來，機械人為人所締造。至于多少機械人，哪里來，何方往，何所用？
"這是哲學(xué)。"姚燕安說。