機(jī)器人工程師已經(jīng)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(jī)器人。然而，事實仍然是，許多動物能夠完成當(dāng)今機(jī)器人不可能完成的任務(wù)。
“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(xué)生物醫(yī)學(xué)生理學(xué)和運動機(jī)能學(xué)系教授。 “我們沒有任何機(jī)器人具有如此耐力、敏捷性和魯棒性。”
為了了解機(jī)器人落后于動物的原因并對其進(jìn)行量化，來自領(lǐng)先研究型大學(xué)的科學(xué)家和工程師組成的跨學(xué)科團(tuán)隊完成了對運行機(jī)器人各個方面的詳細(xì)研究，將它們與動物中的同類進(jìn)行比較，并在《科學(xué)機(jī)器人》上發(fā)表了一篇論文。該論文發(fā)現(xiàn)，根據(jù)工程師使用的指標(biāo)，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(tuán)隊還包括博士。 Sam Burden，華盛頓大學(xué)電氣與計算機(jī)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(xué)博爾德分校 Paul M Rady 機(jī)械工程系助理教授;和佐治亞理工學(xué)院鄧恩家族物理和生物科學(xué)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(jié)合起來創(chuàng)造了一個跑步機(jī)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(jìn)行比較。此前，人們普遍認(rèn)為動物的表現(xiàn)優(yōu)于機(jī)器人一定是由于生物成分的優(yōu)越性。
“結(jié)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(jī)器人進(jìn)行比較，就運動而言，動物是驚人的。而機(jī)器人還沒有趕上。”
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