靜態穩定性與動態穩定性

這是機器人避免摔倒的兩種根本不同的方式。一台靜態穩定的機器人，即使被你定住不動，也照樣立得住：在每一個瞬間，它的重量都落在一個足夠寬的支撐底面之上，重力沒法把它推倒，就像一張桌子，或一個雙腳分開站立的人。與之相反，一台動態穩定的機器人，只有不停地動著才不倒；把它定住，它就會翻——就像自行車滾動時立得住、一停下來就倒，又像你只有不停地挪動手掌，才能把一把掃帚立在掌心。

把這一切串起來的概念，是支撐多邊形：把機器人觸地的所有點（它的腳）用線連起來，所圍成的那片區域，就是安全區。只要機器人的質心——它重量所作用的那個平均點——正好懸在這個多邊形內部某處的正上方，重力就會把它往腳上壓，它便穩穩站住。這就是靜態穩定。腳張得越開，多邊形越大，容錯的餘地也越大。一台靜止站立的四足機器人，或是一個三腳架，靠這種方式穩如磐石。

動態穩定則是故意把這張安全網拋開。一台行走或奔跑的機器人，有相當一部分時間，它的質心都跑到了支撐多邊形之外——在一個步幅當中，它實實在在是在往前栽倒——它之所以不倒，全靠動量和迅速、算準時機的邁步，一次又一次地在跌倒之前把自己接住。這更難控制、也更冒險，但這正是換取速度和靈活的代價：飛快的奔跑、雙足行走、以及在單點上保持平衡，都屬於動態。緩慢、謹慎、雙腳張得開的運動往往是靜態的；快速、底面窄、靠動量驅動的運動則往往是動態的。