通常，從生物身上取經的機器人學家都要掌握生物進化的精髓，并將這些精髓巧妙地運用在機器人身上，讓它們變得“更快、更高、更強”。生物進化本身就是最聰明的設計師，經過它打磨的生物一般機器人很難超越，因此機器人學家其實就是在對抗大自然數(shù)千萬年試錯得來的經驗。

上周，一篇發(fā)表在《自然通訊》上的論文引起了許多人的注意，來自瑞士聯(lián)邦洛桑高等工業(yè)大學（EPFL）的研究人員展示了他們的研究結果：對于六足昆蟲來說，雙足步態(tài)（即一次動兩條腿）才是最快且最高效的移動方式。

通常來說，多足動物要實現(xiàn)最有效的移動方式必須滿足一個條件，那就是盡量減少腿部接觸地面的時間。其實這個原理很容易懂，就拿我們最常見的哺乳動物來說，一旦速度加起來，動物的動作就像是一系列的動態(tài)跳躍，而非簡單的加速走。不過，六足昆蟲稍有不同，它們通常都是三足落地，無論速度多快都是這樣。

這樣的行為從效率的角度來看有些不同尋常，三足步態(tài)通常比雙足步態(tài)要笨拙，因為對于六足動物來說，雙足步態(tài)一個循環(huán)可以獲得三次動力沖程，而三足步態(tài)卻只能得到兩次。隨后的實驗也驗證了這一觀點，采用雙足步態(tài)的六足機器人在速度上比采用三足步態(tài)的快上 25%。

因此，如果你在從事六足機器人的研發(fā)，且能完美的控制機器人的動態(tài)穩(wěn)定性，雙足步態(tài)絕對是你的最好選擇。

生物進化到底出了什么問題？六足昆蟲為什么要反其道行之，故意把速度放慢 25% 呢？

經過研究，EPFL 的大牛們發(fā)現(xiàn)了緣由：原來選擇三足步態(tài)也是進化的選擇，六足昆蟲通常要攀過矮墻或者天花板，采用三足步態(tài)的話，其中一足就能緊緊抓住物體表面，而兩足步態(tài)只適合于平地這種理想的環(huán)境。

更神奇的是，當研究人員在蠅類昆蟲的腳上沾了一層沒有粘性的聚合物后（昆蟲的腳原本是有粘性的），它們就開始慢慢轉換成雙足步態(tài)了。不過，取得這樣的成果無法讓研究人員滿足，隨后他們又將蠅類放在了一個光滑的表面，結果發(fā)現(xiàn)它們又換回了三足步態(tài)。研究人員認為步態(tài)的變化可能是昆蟲自己的傳感反饋或腿部的粘連結構造成的。研究人員還做了一個大膽的猜測，當昆蟲的腳一直黏黏的時候，用三條腿來掙脫與地面的接觸會更加有力。

筆者非常喜歡這項研究，因為它同時做了兩件非常酷的事情：首先，研究人員用機器人模擬出了到底哪種步態(tài)才最快，這對高速六足機器人的研發(fā)有非常重要的指導意義。第二，該研究揭示了六足昆蟲采用三足步態(tài)的真正原因，這對制造最棒的仿生機器人也有重要的參考作用。

Via. Spectrum.ieee 雷鋒網譯

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