腿式還是輪式：哪種移動(dòng)方式是機(jī)器人的未來(lái)方向？

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與傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)不同，機(jī)器人可以四處移動(dòng)并與環(huán)境互動(dòng)。這種移動(dòng)性面臨許多問(wèn)題。機(jī)器人最有效、最可靠的移動(dòng)方法是哪種呢？最終，許多觀察者就輪式機(jī)器人和腿式機(jī)器人哪種更好展開了辯論。機(jī)器人的移動(dòng)方式從根本上決定了機(jī)器人能夠執(zhí)行的任務(wù)類型。

機(jī)器人需要什么樣的移動(dòng)方式？

有關(guān)機(jī)器人移動(dòng)方式的辯論反映出了一項(xiàng)非?；A(chǔ)的工程挑戰(zhàn)。在現(xiàn)代社會(huì)里，機(jī)器人很難自由地到處行動(dòng)。人類環(huán)境中的自然和社會(huì)規(guī)則繁多而且復(fù)雜。在城市環(huán)境中，機(jī)器人可以在道路上行駛。然而，如果需要長(zhǎng)途旅行或貨物運(yùn)輸，機(jī)器人就不那么方便了。

腿式機(jī)器人案例：爬山！

來(lái)源： NASA

由Boston Dynamics打造的Atlas機(jī)器人是世界上最著名的腿式機(jī)器人之一。它繞過(guò)障礙物的能力非常出色。YouTube的一個(gè)視頻顯示，該機(jī)器人還進(jìn)行了一次后空翻，著實(shí)令人印象深刻！這種平衡和協(xié)調(diào)水平許多人類都無(wú)法企及。這項(xiàng)出色的體操表演代表機(jī)器人能夠成功繞過(guò)多種障礙。Atlas機(jī)器人的大小和尺寸與一個(gè)成年人大致相當(dāng)（重75公斤/165磅，身高1.5米/59英寸），然而這只是腿式機(jī)器人的其中一種形狀。

日本機(jī)器人研究人員從自然界的動(dòng)物身上獲得了更多的靈感。受螞蟻啟發(fā)，東京的技術(shù)人員最近研制出了一種六腿機(jī)器人，該機(jī)器人可以爬過(guò)不規(guī)則的表面。如果機(jī)器人必須進(jìn)入危險(xiǎn)環(huán)境或不平坦的自然環(huán)境（比如山地），那么腿式機(jī)器人更有意義。21世紀(jì)初NASA選擇“蝎形”腿式機(jī)器人的原因之一就是機(jī)器人需要穿越崎嶇地形。

如果我們需要機(jī)器人開展危險(xiǎn)活動(dòng)（比如協(xié)助消防員），那么這種移動(dòng)方式很有用。對(duì)于建筑物和住宅內(nèi)的服務(wù)機(jī)器人來(lái)說(shuō)，腿式移動(dòng)具有明顯的好處。然而，有得必有失，腿式機(jī)器人的一個(gè)重要妥協(xié)是：要獲得可操縱性和克服障礙等功能，您就得放棄速度。而且，大多數(shù)腿式機(jī)器人的承載能力有限。其移動(dòng)速度無(wú)法與輪式機(jī)器人相比。

輪式機(jī)器人案例：速度和貨物運(yùn)輸需求

盡管輪式機(jī)器人無(wú)法像腿式機(jī)器人那樣克服某些障礙，但是它們具有很多其他優(yōu)勢(shì)。輪式機(jī)器人最常見的應(yīng)用場(chǎng)景是無(wú)人駕駛或自動(dòng)駕駛汽車。我們以特斯拉自動(dòng)駕駛儀（Tesla Autopilot）為例。該設(shè)備通過(guò)傳感器、雷達(dá)和攝像頭進(jìn)行定向。與使用基于激光系統(tǒng)的汽車相比，這種設(shè)備在全氣候條件下的導(dǎo)航能力更強(qiáng)。

除自動(dòng)駕駛汽車外，輪式機(jī)器人還可以應(yīng)用于其他場(chǎng)景。在英國(guó)，人們已經(jīng)測(cè)試過(guò)農(nóng)業(yè)機(jī)器人。2018年初，F(xiàn)acebook獲得了一項(xiàng)新的多輪機(jī)器人專利，該機(jī)器人類似于《星球大戰(zhàn)》中的R2-D2。人們猜測(cè)該機(jī)器人的目的提供遙現(xiàn)功能，以幫助企業(yè)管理層通過(guò)機(jī)器人“參加”會(huì)議。該機(jī)器人采用了三個(gè)輪子，這表明它高度穩(wěn)定。通信用例指出，穩(wěn)定性對(duì)于某些機(jī)器人來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。

界限模糊：腿式+輪式

為了完整起見，有些具有開拓精神的設(shè)計(jì)人員研究出同時(shí)包含這兩個(gè)功能的機(jī)器人。比如2012年的Quattroped，該機(jī)器人就可以利用輪子或者腿移動(dòng)。這種“雙模式”機(jī)器人技術(shù)提醒我們，您不必在設(shè)計(jì)中做出“非此即彼”的選擇?？墒?，很少有設(shè)計(jì)師采用這種方法。這種機(jī)器人靈活性非常好，但是卻喪失了輪式機(jī)器人能夠提供的較大的承載能力，同樣失去了腿式機(jī)器人的較好的可操縱性。

我們對(duì)這場(chǎng)機(jī)器人移動(dòng)方式辯論的看法：輪式機(jī)器人是近期方向

最終，我們看到輪式機(jī)器人具有更大的增長(zhǎng)和潛力。盡管Atlas令人印象深刻，但是其負(fù)載限制和內(nèi)部電池電量限制都是比較大的缺陷。此外，人們對(duì)無(wú)人駕駛汽車的投資和興趣逐漸增大，這也意味著輪式機(jī)器人的導(dǎo)航必將得到改善。

然而，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，腿式機(jī)器人（尤其是那些人形機(jī)器人）的潛力更大。它們可以用于個(gè)人護(hù)理領(lǐng)域。另外，他們也可以參加災(zāi)難救援，就像2004年威爾·史密斯主演的電影《我，機(jī)器人》中一樣。希望工程師們?cè)诓粩鄤?chuàng)新的過(guò)程中牢記阿西莫夫的機(jī)器人三定律。

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審核編輯黃宇