為什么四足機器人設計常借鑒狗的外形特征？

如果你對機器人非常感興趣，哦不，坦率地說，誰能沒有興趣呢……那你肯定經常聽到“機器狗”這個名稱。它們似乎無處不在，這就引出了一個問題：為什么許多四足機器人設計成狗的樣子呢？

為了回答這個問題，我們（IEEE Transmitter）采訪了兩位機器人領域的專家，IEEE高級會員劉明和IEEE會員Jayakrishnan Thrivikraman Nair。

劉表示，機器狗是機器人的一部分，被稱為“四足動物”，意思很明顯是“四條腿”。四足機器人之所以多數被設計為狗，而不是馬或兔子，是因為其特有的膝蓋構造。

“與馬前足膝朝前和后足膝朝后不同，狗的四肢膝一致朝后，該設計有助于‘狗形’機器人完成上樓任務，有更大，更能避免撞擊的腿部活動空間，”劉如此表示，“如波士頓動力公司的Spot、麻省理工學院的cheetah3和Unitree的Go1，都采用了向后膝蓋設計，這與狗的形狀和外觀一致?！?/p>

“當四足機器人執行上樓任務時，向后的肘部設計為腿部提供了更大的無碰撞工作空間，”劉說，“下樓時，情況會發生逆轉。膝蓋向前的設計變得更有優勢，因此上面提到的機器人傾向于向后走下樓。此外，還有四足機器人可以切換肘部的方向?！?/p>

狗的腿更簡單

Nair表示，狗的重心往往較低，這使它們更穩定。

他說：“狗的前腿與高大動物的前腿明顯不同，相比之下，最后一個環節的長度相當短。這也確保了前腿和后腿的形狀和比例相同，從而簡化了硬件復制和步態控制?！?/p>

四足機器人的優點

機器狗最突出的用途之一是監控和檢查。

它們可用于搜索和救援行動，或用于對人類來說太狹小或太危險的地方。

Nair說：“這是最簡單的靜態穩定運動形式，可以穿越具有挑戰性的地形。它提供了成本、可控性和在崎嶇地形上行走能力的最佳平衡。該設計有四條腿，可以以三種不同的步態移動：行走、小跑和疾馳?！?/p>

兩條腿和四條腿機器人的比較

“雖然兩足機器人也可以執行類似的任務，但兩足動物的運動穩定性遠遠落后于四足動物，”劉說，“此外，建造和維護雙足機器人的成本是四足機器人的幾倍?！?/p>

四足機器人的缺點
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不過，四足動物也有著一些缺點，”劉說，“它們的能量效率往往很低，大多數四足機器人只能連續工作一個小時。另外，這種機器人步態噪聲大，有些人可能難以忍受。這些不足將妨礙四足機器人更加廣泛地應用于日常生活當中?！?/p>

審核編輯：黃飛

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