千奇百怪的仿生機器人：靈感來自蟑螂、蛇、鴕鳥等

Recode中文站 6月5日報道

數(shù)十年來，機器人廠商一直在向動物和仿生學(xué)求教，通過后者來幫助他們了解如何研制一種能夠在地球上的各種地形條件下行進的機器人。

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)（Carnegie Mellon University）機械工程教授、機器人專家亞倫-約翰遜（Aaron Johnson）表示：“幾乎你能夠想到的任何動物都被用來激發(fā)機器人設(shè)計的靈感。”這是因為動物包括人類非常擅長機器人專家希望他們設(shè)計的機器人能夠做的事，比如把東西撿起來、在瓦礫堆上跳躍或者奔跑。

機器人專家們已經(jīng)研制出能夠模仿獵豹沖刺、靈活性如負鼠尾巴以及像人手一樣能夠靈活操縱的機器人。

約翰遜說：“我們并不是試圖模仿跟動物一模一樣的機械系統(tǒng)和行為，而是試圖了解動物如何成功地完成它所做的事情，并將其應(yīng)用到新的機器人系統(tǒng)中?！?/p>

以下就是目前最先進的仿生機器人中的一些典型代表：

靈感來自蟑螂

RHex是一款能夠在不平整地面上漫步的六腳機器人。蟑螂能夠通過看似簡單的動作實現(xiàn)穩(wěn)定的腿部運動，而且不用太在意它們的腳在哪里著陸。

與RHex機器人不同的是，蟑螂的腿實際上長度并不相等，而且這款機器人的比例跟蟑螂完全不同。但是，RHex可以像蟑螂一樣輕松穿越崎嶇不平的地形，而且也不用在意它的腳在哪里著陸；這意味著RHex需要配備的傳感器會很少，相應(yīng)的計算量也會減少。RHex早在1999年就被研制出來了。

麻省理工學(xué)院的獵豹

2015年，麻省理工學(xué)院（MIT）的機器人專家展示了一款四足機器人，它可以在奔跑過程中跨越障礙物。這款機器人的設(shè)計靈感源自獵豹的運動，它在跨越障礙物和恢復(fù)奔跑的時候可以準確地判斷安全著陸所需的力量。

波士頓動力公司（Boston Dynamics）發(fā)明了一種速度更快的奔跑型機器人，靈感同樣源自獵豹。這款奔跑型機器人的速度可以達到每小時29英里（約合每小時46.7公里），相比之下，麻省理工學(xué)院設(shè)計的機器人平均行進速度僅每小時5英里（約合每小時8公里）。但是波士頓動力公司發(fā)明的機器人不能像麻省理工學(xué)院設(shè)計的機器人那樣跨越障礙物。

章魚觸須

德國機器人公司Festo研制出一種機器人手臂，靈感來自于章魚觸手的動作和抽吸機制。這款機器人手臂本身是一種柔軟的硅結(jié)構(gòu)，可以用壓縮空氣來控制，這樣它就可以彎曲并環(huán)繞住各種物體。一旦它抓住某些東西，真空器就會抽走手臂吸盤里的空氣，在手臂快速移動時幫助手臂安全地緊握住不同大小和形狀的物體。

蛇形機器人

卡內(nèi)基梅隆大學(xué)仿生機器人實驗室的研究員們研制出一種蛇形機器人，它可以在人類、腿式或輪式機器人不易行走的地方行走。例如，這種蛇形機器人有多個自由度，很容易在管道或籬笆上的洞內(nèi)穿行。研究人員研究了蛇的水平波動形式的動作以及這種動作如何推動它們前進，他們將研究結(jié)果應(yīng)用到這種蛇形機器人之中。

這款機器人甚至出現(xiàn)在上個月的NBC《今夜秀》中，它爬上了主持人吉米-法倫（Jimmy Fallon）的腿。

像鴕鳥一樣行走

今年早些時候，俄勒岡州大學(xué)（OSU）的一群研究員分享了他們研制的最新機器人Cassie的一段視頻。Cassie是一種雙足機器人，可以模仿鴕鳥的步法。研究員們根據(jù)鴕鳥這種不能飛翔的鳥類的獨特步法研制出這款機器人，它最大的特點就是不容易翻倒。

Cassie的發(fā)明者們創(chuàng)立了一家名為Agility Robotics的初創(chuàng)公司。這家公司表示，他們希望有一天能夠看到他們的機器人將包裹送到人們的家門口。

蜥蜴的尾巴

像動物一樣，很多機器人可以通過尾巴來實現(xiàn)各種不同的用途。來自卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機器人專家約翰遜研制出一種能夠跳躍的機器人，它的設(shè)計靈感源自蜥蜴、獵豹和負鼠的尾巴，這有助于提高它跳躍的高度，并且尾巴可以讓它比單純使用機械腿更加穩(wěn)定。

約翰遜和其他研究人員在2012年發(fā)表的一篇研究論文中描述了一只壁虎在從高處墜落時如何利用它的尾巴來調(diào)整自己的方向，正是壁虎的這種特殊能力激發(fā)了他們設(shè)計這款機器人的靈感。（編譯/林靖東）