0
對于那些研發(fā)四足運(yùn)動機(jī)器人的專家而言，往往需要耗費(fèi)大量時間來制定機(jī)器人步態(tài)控制策略，這樣才能確保它們行走時更加穩(wěn)定、并適應(yīng)各種不同環(huán)境。一般來說，科學(xué)家會使用先進(jìn)的控制器來讓機(jī)器人更有效地完成工作任務(wù)，比如向機(jī)器人指派給定任務(wù)，或是根據(jù)特定地形來選擇適當(dāng)?shù)牟綉B(tài)。
不過現(xiàn)在，一批來自日本大阪大學(xué)的研究人員正在嘗試采用不同的方法，依靠四足機(jī)器人的身體和周圍環(huán)境之間的相互作用，加上一些弱力腿部電機(jī)的支持，在不需要任何傳感器或控制器的條件下讓機(jī)器人自動生成步態(tài)。
這個概念最厲害的一點(diǎn)，就是可以利用低扭矩直流電機(jī)的機(jī)械無緣性構(gòu)建出一種振蕩器模型，并以此產(chǎn)生步態(tài)。四足機(jī)器人的每個腿中的低扭矩電機(jī)會利用純物理機(jī)制來延遲和調(diào)整腿的相位：它自身的弱力。該機(jī)器人沒有傳感器，沒有控制器，只有弱力制動器，但卻可以自動生成各種步態(tài)。
在相關(guān)實(shí)驗(yàn)中，唯一需要改變的是驅(qū)動四足機(jī)器人腿部的四臺直流電機(jī)的輸入電壓。機(jī)器人生成的步態(tài)，是從地面和機(jī)器人的電機(jī)之間的互相作用自發(fā)產(chǎn)生的：電機(jī)的力度足夠弱，但是當(dāng)機(jī)器人有較大力量推動四足移動時，電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)就會放慢，形成一種平衡，這樣就會讓機(jī)器人四足在運(yùn)動的時候保持力量同步。此外，電機(jī)同步的模式取決于機(jī)器人四足的移動速度，不同的速度會導(dǎo)致產(chǎn)生不同的步態(tài)。
四足機(jī)器人的當(dāng)前配置——2.5伏特和4伏特的電壓輸入，可以表現(xiàn)出兩種穩(wěn)定的步態(tài)。2.5伏特電壓輸入可以讓四足機(jī)器人以對角線序列的方式移動，4伏特電壓輸入則會產(chǎn)生橫向移動的步態(tài)。另外，當(dāng)輸入電壓為1.5伏特時，四足機(jī)器人可以在幾個不同的步態(tài)之間轉(zhuǎn)換，但是表現(xiàn)并不穩(wěn)定。而當(dāng)輸入電壓為6伏特時，四足機(jī)器人的表現(xiàn)可以在以下視頻中看到：
研究人員認(rèn)為，步態(tài)變化和機(jī)器人的固有結(jié)構(gòu)也有一定程度的關(guān)聯(lián)，包括機(jī)器人記住在滾動和偏航時會彎曲多少，身體部分的重量有多少，以及機(jī)器人的重心高度等。本質(zhì)上來說，通過機(jī)器人的自身配置產(chǎn)生的步態(tài)在某種意義上是一種“自然振蕩”，而且不同的機(jī)器人配置可以產(chǎn)生不同地“振蕩”，繼而導(dǎo)致出現(xiàn)不同的步態(tài)。研究人員還稱，他們的實(shí)驗(yàn)或許可以“解釋四足動物步態(tài)調(diào)整的物理機(jī)制”。當(dāng)然啦，如果要下最終定論，可能還需要更多的證據(jù)予以支持。
的確，也許有人會說這種“設(shè)備”根本算不上是一款機(jī)器人——甚至從技術(shù)角度來看，叫它機(jī)械自動機(jī)或許會更準(zhǔn)確一些。但盡管如此，該“設(shè)備”創(chuàng)始人依然堅(jiān)持稱其為機(jī)器人，而且他們還在2017 IEEE機(jī)器人和生物模擬國際大會上發(fā)表了相關(guān)論文。
VIA IEEE 雷鋒網(wǎng)編譯
雷鋒網(wǎng)注：更多機(jī)器人資訊可關(guān)注雷鋒網(wǎng)旗下垂直公眾號“新智造”
雷峰網(wǎng)原創(chuàng)文章，未經(jīng)授權(quán)禁止轉(zhuǎn)載。詳情見轉(zhuǎn)載須知。
