日本大阪大學研究人員推出能夠自動生成步態(tài)的弱力四足機器人
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)，工業(yè)機器人維修，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，m.twshmhelmet.com，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，KUKA機器人電路板維修，而且他們還在2017IEEE機器人和生物模擬國際大會上發(fā)表了相關論文。