機器人蝙蝠俠和蜘蛛俠：一個靠機器學習飛，一個折成輪子滾，動作逆天！

新智元編譯

來源：Festo

編譯：克雷格

【新智元導讀】德國自動化公司Festo最近發布了兩個最新的仿生機器人——一個是仿生飛狐（BionicFlyingFox），另一個是仿生蜘蛛（BionicWheelBot），動作超級炫酷，文中有視頻。

先來看仿生飛狐。

仿生飛狐的模仿的是狐蝠。狐蝠是世界上最大的蝙蝠，這類蝙蝠的一個特點是，它們的彈性飛行膜從伸展的掌骨和指骨一直延伸到腳關節。在飛行中，蝙蝠用手指控制飛膜的曲率，使它們依靠空氣動力學在空中移動。即使在執行緩慢的飛行操作時，它們也能達到最大提升量。

仿生飛狐與狐蝠對比

仿生飛狐翼展228厘米，體長87厘米，僅重580克。就像天然的狐蝠一樣，它的機翼運動也被分為初級和次級，並覆蓋著一個彈性膜，也是從膜翅延伸到腳關節。這使得它的機翼面積相對較大，從而可以減小面積負荷。與生物蝙蝠一樣，仿生飛狐所有關節點都在一個平面上，這意味著它可以單獨控制和摺疊它們的翅膀。

值得注意的是飛膜。

該模型的飛行膜是晶圓薄膜，超輕，同時也很有張力。它由兩層密封薄膜和一塊針織彈性纖維織物組成，它們以大約45000點焊接在一起。由於其彈性，即使在機翼縮回時，它仍保持幾乎不變。織物的蜂窩結構可防止飛膜上的小裂縫變大。這意味著即使面料受到輕微損傷，仿生飛翔狐仍能繼續飛行。

怎麼飛？

仿生飛狐能夠在一個特定空間內半自動飛行，它與一個運動跟蹤系統進行通信，裝置不斷記錄其位置。同時，跟蹤系統計劃飛行路徑並為此提供必要的控制命令。飛狐需要由人手動執行啟動和著陸，飛行過程中，自動駕駛儀負責接管。

運動跟蹤系統的一個重要部分是兩台紅外攝像機，它們位於雲台（pan-tilt unit）上，可以旋轉和傾斜，以便它們可以從地面跟蹤整個飛行的仿生飛行狐狸。攝像機通過連接到腿部和翼尖的四個主動紅外標記來檢測飛狐。

飛狐的飛行路線是機器學習理想的飛行路線。

飛狐身上的攝像機採集的圖像轉到中央主計算機，它評估數據並像空中交通管制員那樣從外部協調飛行路徑。

此外，預編程路徑存儲在計算機上，計算機在執行其操作時為仿生飛狐指定飛行路徑。而理想地實現預定路線所需的翅膀運動，是由飛狐自己在其機載電子和複雜行為模式的幫助下計算出來的。

飛狐從主計算機獲取了這方面的控制演算法，能夠自動學習並不斷改進。因此，飛狐能夠在飛行過程中優化它的行為，從而更精確地按照每條航線飛行。

下面登場的是仿生蜘蛛（BionicWheelBot）。

這個機器人模仿的生物原型是摩洛哥後翻蜘蛛（flicflac spider ）。它們生活在在撒哈拉沙漠邊緣的Erg Chebbi沙漠。柏林工大（TU Berlin）的仿生學處理器教授Ingo Rechenberg在2008年發現了它們。

摩洛哥後翻蜘蛛能像其他蜘蛛一樣走路，但它們最大的特點是能在地上翻筋斗和滾動，在平坦的地面上，開啟滾動模式後，它們的速度是行走時的兩倍。在不平坦的地方，它們走得更快。

仿生蜘蛛學習了這種滾動技巧。它能將三條腿分別彎曲到身體的左邊和右邊來形成一個輪子，兩條腿摺疊起來，然後向前伸展，將捲起的身體推離地面，並在滾動時不斷向前推進。這樣的動作防止仿生蜘蛛被磨削，並確保它能在崎嶇的地形上向前移動。

在滾動模式下，仿生蜘蛛比正常行走時要快得多，甚至可以克服高達5%的坡度。

是不是很厲害？

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