運動機器人重大革新 鴕鳥暴走機器人

一台能追著汽車跑的微型機械鴕鳥所邁出的一小步，代表了雙足機器人發展史上的一大步。

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這台充滿智慧、功能簡單的雙足機器人，學名叫平面橢圓奔跑機(Planar Elliptical Runner，請原諒我這個土鱉的譯名)，由位於佛羅里達州彭薩科拉(Pensacola)的人類與機器認知研究所(the Institute for Human and Machine Cognition)開發。其目的是探索如何通過機械設計的方式支持複雜的腿部動作。在研究人員製作的一段視頻中，鴕鳥機器人被置於不同環境中進行測試。比如在跑步機上奔跑，或在工程師的幫助下跟隨一輛汽車。

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跟其他有足機器人截然不同，鴕鳥機器人無需依賴感測器和計算機來調節平衡。它獨特的機械設計能夠在奔跑中提供動態平衡能力(譯註：例如，高速運動的自行車不易傾倒，但一旦靜止反而會失去平衡，就是所謂動態平衡)。IHMC的高級研究員Jerry Pratt是鴕鳥機器人開發項目的負責人，該團隊同時還在開發多種機器人。「我們的聰明才智全都用在設計這台機器人的物理結構上了」，Jerry表示。

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這種獨特的設計可能會被用於未來的機器人系統。「我們相信，在開發鴕鳥機器人過程中汲取的經驗可以用於開發更具使用價值的機器人。讓未來的機器人更高效，而且外觀更自然」。Pratt補充說，「對於必須快速完成任務、而輪子又不適用的場合，能夠奔跑的機器人可以大展身手」。

Pratt之前曾帶領過一支隊伍參加DARPA的機器人挑戰賽。這場機器人界的運動會中，參賽機器人要在模擬的核戰後的災難環境中完成一系列任務。過去的參賽隊伍展示了很多黑科技，但是也暴露出了很多問題，使得大家意識到機器人在面對不熟悉的真實世界時所面臨的挑戰。很多參賽的雙足機器人甚至無法在沙地或者不平整的地面上行走。

圖丨機器人設計者Jerry Pratt

平面橢圓奔跑機的雙腿由一台馬達驅動。它的動態平衡能力源自雙腿及軀體的橢圓運動軌跡。鴕鳥機器人的奔跑速度高到10英里每小時(譯註：約16km/h。對比之下，非洲鴕鳥奔跑速度可達70km/m，令機器人汗顏)。不過研究人員表示，如果將鴕鳥機器人做的和人類差不多大，它的奔跑速度可達20到30英里每小時(譯註：約32至48km/h，還是不及真鴕鳥)。

機器人製造業的巨星波士頓動力公司(Boston Dynamics)曾展示過雙足和四足機器人運載系統。該系統能夠在倉庫里運載箱子或在戶外投遞包裹。俄勒岡大學(University of Oregon)機械工程系教授Jonathan Hurst所創的一家機器人公司日前也開發了一台鴕鳥仿生機器人，還起了個名字叫凱西(Cassie)。密歇根大學(University of Michigan)由Jessie Grizzle教授領導的團隊正在開發先進的演算法以使機器人能夠高效而優美的運動。目前來看，具有動態平衡能力的機器能夠全地形適應，但是往往工藝複雜、成本高昂、而且高能耗。

「有的地方必須有人才能到達，但是使用真人又太過危險、或者成本太高、距離太遠。在這種場合，有足機器人具有很高的使用價值」Pratt舉了個栗子，「比如說，核電站發生事故及爆炸的場合。不過必須認識到，這種情況並不普遍，雙足機器人面對的是一個小而專的細分市場」

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