20條腿、同時看向所有方向、沒有上下左右的分別——這個看上去像一團蠕動球體的機器人,即使部分腿部被毀,也能繼續在沙地、泥土和碎石中穿行。杜克大學的工程師團隊本周在《科學機器人學》期刊上發表了一項成果:名為阿格斯(Argus)的機器人,不是從自然界某種動物身上汲取靈感,而是直接轉向宇宙的基本物理原理,做出了一個“動態對稱機器”的全新品類。
阿格斯最不尋常的一點在于,它并不打算在某個方向上跑得更快,而是完全放棄方向上的偏好。傳統仿生機器人往往模仿狗、蝙蝠、蟑螂或者蜥蜴,這些動物在自然界中各自擅長的運動方向非常明確——四足動物向前沖刺時敏捷迅猛,但一旦要求它們以同等效率向后移動,就會出現明顯的短板。這種生物學上的取舍,恰恰成了杜克大學通用機器人實驗室想要打破的慣性。他們提出的問題是:能不能造出一種機器人,讓它向前、向后、向左、向右、向上、向下所生成的力和加速度,在量級上完全相等?
![]()
在這支團隊看來,這不僅僅是工程上的調校問題,而是一個根本性的物理概念。他們將這種特性稱為“動態對稱”,定義是:機器人能夠在所有方向上產生幅度相同的力與加速度。沒有哪個方向天生就擁有動力學上的優勢。為了實現這一目標,工程師們干脆把“前后”“左右”“上下”這些參照系從設計理念里扔了出去。阿格斯的球形機身、20條腿的布局,正是這個思想最直接的物化:無論你從哪個方向推它、撞它,也無論它朝哪個方向邁步,系統給出的輸出都是一樣的。
阿格斯上測試場時的表現,也讓團隊成員吃了一驚。研究共同作者、杜克大學博士生劉嘉勛在聲明中說:“看著阿格斯移動,和看我們之前做過的任何機器人都完全不同。”他回憶第一次見到它在樹林和崎嶇地形中穿行,哪怕遭遇劇烈碰撞仍能繼續前進時,團隊當下的反應是——這確實不一樣。阿格斯不但可以像超級馬里奧里的墻跳動作那樣,利用多條腿貼著窄墻向上蹭,甚至當某些腿部被破壞后,它依然能不中斷運動。因為沒有哪個部位被定義為“前方”,所以也沒有哪條腿被定義為“主要驅動腿”,損壞任意幾條腿,剩下的腿依然可以重新組合出力方向,整體的運動能力并不會崩潰。
特別聲明:以上內容(如有圖片或視頻亦包括在內)為自媒體平臺“網易號”用戶上傳并發布,本平臺僅提供信息存儲服務。
Notice: The content above (including the pictures and videos if any) is uploaded and posted by a user of NetEase Hao, which is a social media platform and only provides information storage services.