仿生機器狗一旦啟動就可以自行運行，無需啟動電機。圖片來源：瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院

隨著機器人技術的最新進展，工程師們正在想出新的方法來構建機器人來處理前所未見的功能。最近，我們看到了一些四足機器狗，它們幾乎可以在任何地形上行走——比如沙灘和狹窄的平衡木，機器人可以跳舞、進行 360 度后空翻、踢足球等等。但所有這些機器人都需要控制電機來維持其運行步態(tài)。

現(xiàn)在，瑞士洛桑聯(lián)邦理工學院 (EPFL) 研究所的加拿大機器人學生米凱爾·阿赫卡爾 (Micka?l Achkar) 建造了一個四足機器人，一旦啟動，它就可以在沒有輔助或電機的情況下運行。該原型機器人是根據(jù)實際走狗的現(xiàn)有動作捕捉數(shù)據(jù)創(chuàng)建的。

阿赫卡和同事首先提取了狗協(xié)同運動的數(shù)據(jù)，并對它們進行了結構化，以便能夠以有意義的方式進行總結。通過一種稱為主成分分析的方法，數(shù)據(jù)被分為幾個描述狗運動主軸的向量。然后，該信息被用來確定機器人的準確規(guī)格。

由此產(chǎn)生的雙邊對稱機器人以金屬桿作為骨骼，以3D 打印的滑輪作為關節(jié)，以細纜作為肌腱，并用一些螺釘將它們固定在一起。機器人的四條腿各有三個關節(jié)，每個關節(jié)都與其他腿機械協(xié)調(diào)，使機器人能夠像真正的狗一樣奔跑。

工程師們在電動跑步機上測試了他們的原型。他們發(fā)現(xiàn)，一旦四足機器人開始運轉，它就可以自主運行，而無需激活其控制電機。在跑步機上，輕松達到6公里/小時的速度。

“起初，我們認為這可能是一次僥幸。”阿赫卡爾說：“所以，我們稍微改變了設計，并再次測試了機器人——它再也無法運行了。”

研究小組在機器人的背部添加了一個類似鐘擺的配重，這樣機器人一旦啟動就可以保持運動狀態(tài)。該機器人的身體被設計為能夠自動響應，就像一些鱒魚在放入水中時會自動開始游泳一樣。

然而，機器人仍然利用其控制電機來實現(xiàn)更廣泛的運動，例如在沒有配重幫助的情況下跳躍和跨障礙物。

“我們的目標不是與超高科技機器狗競爭，而是探索仿生機器人設計?！卑⒑湛栒f：“這需要磨練機器人的基本設計并修改其被動特性，以便只需要簡單的控制系統(tǒng) - 同時最大限度地發(fā)揮機器人的能力。我們在這里所做的——設計關節(jié)以協(xié)同工作——已經(jīng)被證明對于創(chuàng)建機器人手和其他身體部位很有用。”