關節摩擦

關節摩擦，是機器人各部件相互摩擦或滑動之處——軸承、齒輪、密封件內部——那股悄悄抵抗運動的阻力。它和你想把一本厚書在桌面上推開時感到的拖滯是同一回事：表面彼此咬合，你的一部分力氣被白白變成熱量，而沒能化為有用的運動。在機器人裡，這股拖滯會偷走每個馬達輸出的一部分，讓關節的表現不如整潔的教科書方程所預測的那般完美。

摩擦有三種類型，工程師會分別對待。靜摩擦，是關節靜止時必須先被打破、它才肯開始動起來的那股頑固咬合力——就像要讓那本書從完全靜止開始滑動所需的額外一推。動摩擦，是關節已經在動之後那股較為穩定的拖滯；一種常用的簡單模型把它當作大致恆定、無論關節快慢都差不多。黏滯摩擦，則是來自潤滑油和密封件、隨速度而變的拖滯：關節轉得越快，這種力就回推得越狠，很像手快速劃過水時水的阻擋。

摩擦是喜憂參半的東西。它浪費能量、產生熱量，也讓精確控制更難——尤其是在接近零速度時那種一頓一挫的起停行為：關節可能先卡住，然後突然掙脫。可它也幫助停駐的機器人不耗電就能保持姿態，少量摩擦還能悄悄抑制掉不想要的晃動。優秀的控制器會測量並建模關節摩擦，從而恰好補上一點額外的馬達出力把它抵消，讓手臂像理想化數學所設想的那樣平順地運動。