美国四足仿生机器人研发新进展

美军长期致力于发展可与士兵协同作战的机器人，研究的目标为基于仿生学设计出像长期受训的动物一样，能够听从人类指挥、服从人类命令、协助人类完成任务的机器人。

当前，随着军事和商业领域对此类研究的不断深入，仿生机器人的迭代创新正在持续加速，特别是四足仿生机器人。让机器人具有实用性能力，满足一系列需求，包括实现机器人的自主导航，机器人作为“驮畜”的负重能力，以及机器人通过“观察”人类来执行任务的能力。近期，美国围绕四足仿生机器人开展了一系列研究，主要包括以下三项。

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“腿式运动和运动适应系统”（LLAMA）项目

该项目由美陆军研究实验室（ARL）发起，通过“机器人协作技术联盟”（RCTA）计划启动，旨在设计一种高度自主的机器人，能够跟随士兵在各种复杂地形环境中执行任务。LLAMA项目研发的机器人是一种以工作犬为蓝本、能与士兵协同工作的自动四足运动研究平台系统。目前，ARL通过与NASA的喷气推进实验室、人类与机器认知研究所等机构合作，已研发出LLAMA的原型机，该系统能够按士兵发出的口头指令行动，并在战地独立移动，以完成任务。LLAMA原型机采用全电动设计，装配了高扭矩执行器，嵌入了高级的感知与控制算法。同时，研究人员通过优化设计减轻了机器人的自重，提高了机动性、防护能力和杀伤力。LLAMA原型机的运动模式包括两种，一种是默认的向前移动模式；另一种是精细模式，通过激活额外的传感器对周围环境进行扫描，从而控制机器人进行更精确、更仔细的运动。

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“大狗”（BigDog）机器人

“大狗”机器人由波士顿动力公司研制，该系列的最新型号名为Spot。Spot机器人采用电池供电，驱动设备为液压系统，免去了油料燃烧产生的噪声，相比“大狗”机器人更加安静；采用了激光雷达导航，增加了机器人对环境的理解和认知能力，可实现在复杂的室内和室外环境中操作。与之前的“大狗”机器人折角向前的膝关节设计不同，Spot机器人的膝关节采用的是像山羊腿一样的折角向后设计，可在崎岖不平的道路上坡下坡，拥有十分强大的平衡能力。与“大狗”机器人专为美军设计不同，Spot机器人具有很强的军民两用性。

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Minitaur机器人

该机器人由“幽灵”机器人（Ghost Robotics）公司研发，其配备的传感器能跟踪机器人腿部执行机构的电流波动，以此作为控制算法的反馈输入，从而使机器人在跳跃或蹒跚前进时保持直立。Minitaur机器人的四足可根据环境动态的改变步法，能实现爬坡，在遍布岩石的地面行走，在冰上行走，即使打滑也能维持平衡，跳起跌倒翻转后能迅速站立。Minitaur机器人的应用领域十分广泛，可用作军事、勘探、采矿、农业和危险环境中的自主传感器工具。