移動機器人與運動方式

四足移動

四足移動,就是像狗、馬或貓那樣用四條腿行走。和用兩條腿走相比,多出兩條腿對平衡是一份大禮:四隻腳都著地時,機器人就穩穩地落在一個又寬又結實的底座上——像一張不會晃的桌子——所以即便是入門級的機器,也能站立、能慢慢爬行而不會翻倒。正因如此,如今許多本領最強的移動機器人,從配送、巡檢機器到科研平台,都是四條腿的。

四條腿還解鎖了一整套豐富的移動方式,每一種都是一種不同的步態。機器人可以慢慢爬行,一次只抬一隻腳,讓另外三隻始終著地,從而穩如磐石;可以小跑,把對角線上的兩條腿成對地一起邁動,跑出輕快而平衡的步子;也可以縱躍和奔馳,在速度中讓四隻腳短暫地同時騰空,像一匹奔跑的馬。慢步態靠始終留下足夠多的腳著地來保持穩定;快步態則用這份穩當去換速度,必須靠動量在兩次落腳之間維持不倒。

設計者大量地向動物取經,因為大自然在幾百萬年間早已把這個問題解決了。現代四足機器人模仿狗和山羊那種富有彈性、能吸收衝擊的腿,於是它們能在碎石上小跑、在被推一把之後穩住、並攀上斜坡。四條腿這種形態正好踩中一個實用的甜蜜點——比兩條腿穩得多、也好控制得多,卻又比六條或八條腿輕得多、簡單得多、靈活得多——這也是為什麼它成了那些必須在崎嶇現實地形中遊走的機器人最常用的身體方案。

ANYmal 和 Spot 是狗一般大小的四足機器人,能在工廠和災難現場小跑穿行;其中一台若被踢了一腳,它會迅速重新調整落腳點、並藉助動量來穩住,而不是直接摔倒。

四條腿用一部分雙足的靈巧,換來一份輕鬆得多的平衡任務。

緩慢的爬行能讓四足機器人保持靜態穩定(哪怕在邁步中途定住也不會摔倒);而小跑、奔馳這類快步態則是動態穩定的,要靠運動和動量來維持。

又稱
four-legged locomotionquadruped walking四足行走