新創(chuàng)建的現(xiàn)實生活中的變形金剛可以重新配置其身體以實現(xiàn)八種不同類型的運動，并且可以自主評估其面臨的環(huán)境以選擇最有效的運動組合進行操縱。（圖片來源：Lance Hayashida/加州理工學(xué)院）

新創(chuàng)建的現(xiàn)實生活中的變形金剛可以重新配置其身體以實現(xiàn)八種不同類型的運動，并且可以自主評估其面臨的環(huán)境以選擇最有效的運動組合進行操縱。

這款新型機器人被稱為 M4（多模式移動變形機器人），可以用四個輪子滾動，將輪子變成轉(zhuǎn)子并飛行，像貓鼬一樣站在兩個輪子上越過障礙物，用輪子像腳一樣“行走”，使用兩個轉(zhuǎn)子幫助它在兩個輪子上滾動陡坡、翻滾等等。

漢斯·W·利普曼 (Hans W. Liepmann) 航空學(xué)和仿生工程教授莫里·加里布 (Mory Gharib)（83 年博士）表示，具有如此廣泛功能的機器人的應(yīng)用范圍廣泛，從將傷者運送到醫(yī)院到探索其他行星。加州理工學(xué)院自主系統(tǒng)與技術(shù)中心 (CAST) 主任，該機器人就是在該中心開發(fā)的。

M4 是東北大學(xué)電氣和計算機工程助理教授 Gharib 和 Alireza Ramezani 的創(chuàng)意。支持 M4 技術(shù)方面的團隊包括加州理工學(xué)院航空航天博士后研究員 Eric Sihite；Reza Nemovi，CAST 設(shè)計工程師；和來自噴氣推進實驗室的阿拉什·卡蘭塔里（Arash Kalantari），噴氣推進實驗室由加州理工學(xué)院為美國宇航局管理。6 月 27 日《自然通訊》發(fā)表了一篇宣布這款新機器人的論文。

機器人的運動靈活性與人工智能相結(jié)合，使其能夠根據(jù)前方的地形選擇最有效的運動形式。想象一下 M4 探索一個陌生的環(huán)境：它可能會以四輪滾動開始，這是其最節(jié)能的模式。當(dāng)?shù)竭_巨石之類的障礙物時，它可以站在兩個輪子上，俯瞰障礙物，從而更清楚地了解前方的地面情況。然后，如果它看到峽谷或輪式機器人無法穿越的其他特征，它可以將輪子重新配置為轉(zhuǎn)子，飛過峽谷到另一邊，然后繼續(xù)滾動。

《自然通訊》論文的合著者加里布說：“當(dāng)遇到未知環(huán)境時，只有能夠在人工智能的幫助下重新調(diào)整多模式組件用途的機器人才能取得成功?！?/p>

M4 的主要特點之一是它能夠?qū)⑵涓綄傥镏匦抡{(diào)整為輪子、腿或推進器。當(dāng) M4 需要用兩個輪子站立時，四個輪子中的兩個會折疊起來，其內(nèi)置的螺旋槳向上旋轉(zhuǎn)，為機器人提供平衡。當(dāng)M4需要飛行時，四個輪子全部折疊起來，螺旋槳將機器人抬離地面。

輪組件上的關(guān)節(jié)允許 M4 執(zhí)行行走運動。在 M4 當(dāng)前的迭代中，行走動作主要是概念驗證。然而，隨著預(yù)期的進步，未來的 M4 一代可能具備有效地行走在輪式機器人難以行走的破碎地形的能力。

M4 的設(shè)計深受大自然的影響：例如，Gharib 和他的同事的靈感來自于 chukar 鳥（鷓鴣的一種）在爬上陡坡時如何利用拍打翅膀來獲得杠桿作用，以及海獅如何利用翅膀來獲得杠桿作用。他們的腳蹼可以在海上和陸地上進行不同類型的運動。盡管生物學(xué)家之前已經(jīng)報道過此類從動物界重新利用附肢的例子，但它們所闡述的概念現(xiàn)在才在工程領(lǐng)域進行探索。

M4 配備了自主功能，可以自行決定如何最好地穿越復(fù)雜的環(huán)境。該機器人還在戶外進行了測試，并在加州理工學(xué)院校園的地形上進行了導(dǎo)航。

自然通訊論文的標(biāo)題是“多模態(tài)移動形態(tài)機器人（M4），一個檢查附屬物重新利用以增強運動可塑性的平臺”。這項研究由噴氣推進實驗室和國家科學(xué)基金會資助。