為什么機器人跑不過動物

機器人工程師已經工作了幾十年，并投入了數(shù)百萬美元的研究資金，試圖創(chuàng)造一種可以像動物一樣行走或奔跑的機器人。然而，事實仍然是，許多動物能夠完成當今機器人不可能完成的任務。

“角馬可以在崎嶇的地形上遷徙數(shù)千公里，山羊可以爬上真正的懸崖，找到根本不存在的立足點，而蟑螂可以失去一條腿而不會慢下來，”博士說。 Max Donelan，西蒙弗雷澤大學生物醫(yī)學生理學和運動機能學系教授。 “我們沒有任何機器人具有如此耐力、敏捷性和魯棒性。”

為了了解機器人落后于動物的原因并對其進行量化，來自領先研究型大學的科學家和工程師組成的跨學科團隊完成了對運行機器人各個方面的詳細研究，將它們與動物中的同類進行比較，并在《科學機器人》上發(fā)表了一篇論文。該論文發(fā)現(xiàn)，根據工程師使用的指標，與制造部件相比，生物部件的性能出奇地差。然而，動物的優(yōu)勢在于它們對這些成分的整合和控制。

除了多尼蘭之外，該團隊還包括博士。 Sam Burden，華盛頓大學電氣與計算機工程系副教授; Tom Libby，SRI International 高級研究工程師; Kaushik Jayaram，科羅拉多大學博爾德分校 Paul M Rady 機械工程系助理教授;和佐治亞理工學院鄧恩家族物理和生物科學副教授西蒙·斯彭伯格(Simon Sponberg)。

研究人員分別研究了五個不同的“子系統(tǒng)”之一，這些子系統(tǒng)結合起來創(chuàng)造了一個跑步機器人——動力、框架、致動、傳感和控制——并將它們與生物等效系統(tǒng)進行比較。此前，人們普遍認為動物的表現(xiàn)優(yōu)于機器人一定是由于生物成分的優(yōu)越性。

“結果是，除了極少數(shù)例外，工程子系統(tǒng)的性能優(yōu)于生物子系統(tǒng)，有時甚至遠遠超過它們，”利比說。 “但非常非常清楚的是，如果你在整個系統(tǒng)層面將動物與機器人進行比較，就運動而言，動物是驚人的。而機器人還沒有趕上。”

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