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| 本文作者： 楊波 | 2016-08-17 16:45 |
雷鋒網按：本文作者Evan Ackerman，來源spectrum，由雷鋒網獨家編譯，未經許可拒絕轉載！
大多數有腿的機器人都很有辨識度，因為我們都知道腿是什么樣子的。人類的腿、哺乳動物的腿、鳥腿……有趣的是，有的機器人的腿部設計是大自然中不常見的，比如RHex有六只有彈性、可旋轉的腿，這可以幫助它完成眼花繚亂的雜技。
卡內基梅隆大學的Simon Kalouche剛完成他的碩士畢業論文。在論文中，他描述了一種全新的設計——“一雙能敏捷行走、跑動的腿，最重要的是它擁有全方位跳躍能力，同時又能敏捷地著陸。”
Kalouche發明的“山羊腿”就是“無齒輪全方位加速定向拓撲”。這樣的設計與山羊腿的物理學構造幾乎沒有關系，但是在峭壁上跑動能力仍然驚人的山羊確實是Kalouche的直接靈感來源。Kalouche專注于讓機械腿具備山羊腿那樣的能力，而不是從生物學的角度直接復制，最終他發明出了一套由三重發動機操控的新奇而極具活力的平行體系。
大多數有腿機器人都能動態移動，個別例外。人形機器人在跑跳方面的能力特別差，到了最近，四足機器人才開始展現出一些人類習以為常的基本移動技能。即便如此，這些機器人也不是真的擅長像人類的腿那樣，穿越這個星球上50%軌道交通到不了的地方。“山羊腿”嘗試涉足的場景包括：
1. 在輪式車輛無法通行的高度無結構環境下，已經有了很多帶腿的機器人；
2. 地面標高環境下，突破大而陡的障礙物（與機器人的高度相關）阻礙行走（對它們而言，可行走的地形角度也有極限，而對人類來說這個極限大概是45度左右）；
3. 坑、洞、溝和穴也會阻礙行走；
4. 緊縮的空間里，轉體或重新定位，接著行走或跳躍都有一定難度；
5. 執行不同地形間的遠距離任務，不同的步法或移動形式會提高移動力、效率和機器人自身的壽命。
將“山羊腿”和其他機械腿區分開的一個重要因素是，它不受限于平面運動，這使它能在不重新定位的條件下，更容易地在不同方位進行移動?！吧窖蛲取睓C械動力強勁，虛擬兼容能力強（多虧了一個可以調整的全電阻控制器），它還有三個臀部上升的電發動機，提供了高能量的分布式金屬項圈，同時還可以保持腿自身的低慣性。
有人嘗試比較“山羊腿”和其他設計，比如MIT設計的一個叫Cheetah的電動四腿（其他出現在Kalouche畢業論文中的先進的機器人已展示于上圖中）。這就像比較一只真正的山羊和一個真正的獵豹一樣：山羊不會贏，但至少它有一定競爭力，然而獵豹會在山羊再熟悉不過的險峻地勢下，完全喪失話語權。Kalouche總結道：“在直道上，‘山羊腿’或許永遠不會比MIT的獵豹跑得快，“山羊腿”的設計讓它損失了一維空間里的最高速度，目前，在全3D的空間里它的跑跳比包括MIT的獵豹在內的其他有腿機器人都要敏捷自如。”
在對如今帶腿的機器人做了對比和分析后，你一定會發現“山羊腿”只有一條，它無法支撐站立。目前，Kalouche仍在測試硬件，他下一步要做的是安裝定制電子、電動機控制器以及機器人承載的電力系統，他計劃將機械腿從測試階段，推向無限制的3D空間。除此之外，Kalouche還計劃將“山羊腿”和其他機器人形態融合，包括單足、兩足、三足和四足等等。
via spectrum
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