對于那些研發(fā)四足運動機器人的專家而言，往往需要耗費大量時間來制定機器人步態(tài)控制策略，這樣才能確保它們行走時更加穩(wěn)定、并適應各種不同環(huán)境。一般來說，科學家會使用先進的控制器來讓機器人更有效地完成工作任務，比如向機器人指派給定任務，或是根據(jù)特定地形來選擇適當?shù)牟綉B(tài)。

不過現(xiàn)在，一批來自日本大阪大學的研究人員正在嘗試采用不同的方法，依靠四足機器人的身體和周圍環(huán)境之間的相互作用，加上一些弱力腿部電機的支持，在不需要任何傳感器或控制器的條件下讓機器人自動生成步態(tài)。

這個概念最厲害的一點，就是可以利用低扭矩直流電機的機械無緣性構建出一種振蕩器模型，并以此產(chǎn)生步態(tài)。四足機器人的每個腿中的低扭矩電機會利用純物理機制來延遲和調(diào)整腿的相位：它自身的弱力。該機器人沒有傳感器，沒有控制器，只有弱力制動器，但卻可以自動生成各種步態(tài)。

在相關實驗中，唯一需要改變的是驅動四足機器人腿部的四臺直流電機的輸入電壓。機器人生成的步態(tài)，是從地面和機器人的電機之間的互相作用自發(fā)產(chǎn)生的：電機的力度足夠弱，但是當機器人有較大力量推動四足移動時，電機的運轉就會放慢，形成一種平衡，這樣就會讓機器人四足在運動的時候保持力量同步。此外，電機同步的模式取決于機器人四足的移動速度，不同的速度會導致產(chǎn)生不同的步態(tài)。

四足機器人的當前配置——2.5伏特和4伏特的電壓輸入，可以表現(xiàn)出兩種穩(wěn)定的步態(tài)。2.5伏特電壓輸入可以讓四足機器人以對角線序列的方式移動，4伏特電壓輸入則會產(chǎn)生橫向移動的步態(tài)。另外，當輸入電壓為1.5伏特時，四足機器人可以在幾個不同的步態(tài)之間轉換，但是表現(xiàn)并不穩(wěn)定。而當輸入電壓為6伏特時，四足機器人的表現(xiàn)可以在以下視頻中看到：

研究人員認為，步態(tài)變化和機器人的固有結構也有一定程度的關聯(lián)，包括機器人記住在滾動和偏航時會彎曲多少，身體部分的重量有多少，以及機器人的重心高度等。本質(zhì)上來說，通過機器人的自身配置產(chǎn)生的步態(tài)在某種意義上是一種“自然振蕩”，而且不同的機器人配置可以產(chǎn)生不同地“振蕩”，繼而導致出現(xiàn)不同的步態(tài)。研究人員還稱，他們的實驗或許可以“解釋四足動物步態(tài)調(diào)整的物理機制”。當然啦，如果要下最終定論，可能還需要更多的證據(jù)予以支持。

的確，也許有人會說這種“設備”根本算不上是一款機器人——甚至從技術角度來看，叫它機械自動機或許會更準確一些。但盡管如此，該“設備”創(chuàng)始人依然堅持稱其為機器人，而且他們還在2017 IEEE機器人和生物模擬國際大會上發(fā)表了相關論文。

VIA IEEE 雷鋒網(wǎng)編譯

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