鴕鳥可以算是動物界里的跑步高手,在奔跑時,它的速度能達(dá)到60英里/時(約為96公里/時,1英里/時=1.6公里/時)。或許是受鴕鳥的啟示,美國佛羅里達(dá)州彭薩科拉人類和機器認(rèn)知研究所(IHMC)設(shè)計了一款小型鴕鳥雙足機器人,能在不使用任何計算機輔助和傳感器的情況下,進(jìn)行穩(wěn)定的奔跑,時速達(dá)到10英里/時。
這個小型鴕鳥機器人與波士頓的阿特拉斯機器人的最大不同之處,是它是“蒙眼狂奔”:它不需要傳感器和計算機輔助就能保持平衡,依靠的是本身設(shè)計的穩(wěn)定性。
IHMC高級研究科學(xué)家,也是該項目負(fù)責(zé)人杰里·普拉特(Jerry Pratt)介紹,這款鴕鳥機使用了橢圓輪設(shè)計,這種設(shè)計的好處在于當(dāng)其中一條腿部感受到阻力時,另外一條腿將增加更多的力量來對抗阻力。平面橢圓輪由單個馬達(dá)驅(qū)動,能極大地降低電能消耗。運動時,鴕鳥機器人腿部進(jìn)行物理學(xué)的橢圓運動,它能給鴕鳥機這樣的身體形狀提供固定性。
“這款機器人所有的運動天分都來自于它本身的設(shè)計。從設(shè)計中吸取經(jīng)驗教訓(xùn),可以應(yīng)用于更實際的運動型機器人中,能讓其更加高效和自然。 這對于大家想要實現(xiàn)快速運動,而輪子機器人無法正常工作時非常有用。”普拉特在接受《MIT科技評論》采訪時說。
通常來說,像波士頓動力公司的雙足機器人,以及由俄勒岡大學(xué)教授喬納森·赫斯特(Jonathan Hurst)研制出的卡西機器人,它們非常耗電而且昂貴,需要大量的動力來維持平衡,支撐陀螺儀和傳感器運行。但I(xiàn)HMC的機器人可以利用自身的橢圓型設(shè)計達(dá)到平衡,這意味著它不需要其他機器人的重量和技術(shù),僅靠單個馬達(dá)就能跑起來。據(jù)介紹,如果將鴕鳥機器人的尺寸改成人體尺寸,它的速度可能會達(dá)到每小時20-30英里之間。
未來,這款設(shè)計可能會應(yīng)用于更多的機器人系統(tǒng)中。普拉特曾率領(lǐng)研究團隊參加美國國防高級研究計劃局(DARPA)機器人挑戰(zhàn)賽。他設(shè)計的機器人試圖在模擬核災(zāi)難的環(huán)境中執(zhí)行一系列任務(wù)。 這個挑戰(zhàn)賽展示了許多讓人嘆為觀止的機器人技術(shù)。但是事故和跌倒也時有發(fā)生,這也突出了機器人在面對陌生現(xiàn)實環(huán)境時所面臨的困難。 參與這一挑戰(zhàn)賽的許多機器人使用了雙足設(shè)計,但無法穿過沙灘或不平坦的地面。
普拉特認(rèn)為,鴕鳥機未來的發(fā)展方向?qū)前ê穗姀S輻射環(huán)境中的作業(yè)和行星的探測工作,不過由于類人型機器人在一定程度上會給人類造成恐懼感,實際商用可能性還不大。