據(jù)美國《連線》雜志報道，隨著科學技術的快速發(fā)展，科學家研制出各種機器人，有超大號的曲棍球機器人、像沙灘汽車或者冰箱具有清潔地面的機器人、勘測火星表面的機器人以及配發(fā)啤酒的機器人，但研制像人類行走自如的機器人仍存在一定差距。


　　美國佛蒙特大學的最新計算機模擬顯示，與動物進化十分相似的是，機器人將逐漸進化完善其行走能力。以下是美國《連線》雜志列舉的13款在行走特征方面獨具優(yōu)勢的機器人：


1、步態(tài)進化機器人

　　通過計算機模擬，美國佛蒙特大學科學家喬什-邦加德(Josh Bongard)建造一個虛擬機器人，可隨著時間改變自己的外形。起初，這款機器人擁有蛇身般的結(jié)構(gòu)，通過應用不同的移動運算法則至該機器人的分段脊椎，如果運算法則能夠成功地使機器人接近預計實現(xiàn)目標進行移動，他們便將該運算法則用于下一分段脊椎設計。如果不成功則放棄。

　　在每個分段結(jié)構(gòu)中，成功的運算法則還將隨著分段結(jié)構(gòu)的輕微變動而進行驗證，當進行反復性的測試之后，機器人將“進化”形成成熟有效的運動模式。隨著分段結(jié)構(gòu)不斷地增長，模擬系統(tǒng)中機器人的腿部運動從最初的滑行開始向步行演變。

　　邦加德說：“這種緩慢生長的機器人腿部能從機器人角度使運算法則作為‘控制器’去處理問題——先學動擺動身體，再實現(xiàn)身體平衡。同時，這也將適用更成熟的步態(tài)。”應用于現(xiàn)實版的機器人設計，起初它擁有一個簡單的關節(jié)型脊柱和4個機器腿，之后用一個額外的支柱幫助四條機器腿像蜥蜴一樣向外伸展，再逐漸進行收攏，最終這款機器人可以站立起來。邦加德稱，該種模型顯示出機器人能夠真實地進化形成成熟有效的步態(tài)。

2、大狗機器人

　　無論是兩腿、四腿還是多腿機器人，這些步行機器人要比輪式機器人或者非移動機器人看起來更像動物。它們可以更容易地溶入人類的生活，也看上去更加可愛，容易被人們所接受。機器人的腿部運動機制對于未來機器人的發(fā)展具有重要作用。

　　邦加德說：“有腿機器人能夠比那些輪式機器人更適應崎嶇的地形。”這也是美國五角大樓為什么斥資數(shù)百萬美元資助波斯頓動力公司研制“大狗機器人”的原因，這種四腿機器人像背負物體的騾子，能夠攜帶136公斤(300磅)的物體行走于泥濘的雪地、冰面或者煤渣中。同時，即使在受到較大的推擠力作用下，它依然能夠較穩(wěn)地站立。

3、“突擊隊員機器人”

　　2010年7月，美國康奈爾大學最新研制一款機器人“突擊隊員(Ranger)”，能夠11小時之內(nèi)行走23公里，建立了一項非官方世界紀錄。7月6日，機器人“突擊隊員”圍繞著康奈爾大學巴頓體育館的田徑跑道行走了108.5圈，每圈約212米，這款機器人從啟動到電池耗盡停止共走了7萬步。整個過程僅是研究人員在附近進行遙控。據(jù)悉，之前的世界紀錄是由波士頓動力公司“大狗”機器人創(chuàng)建的，共完成20.59公里行程。康奈爾大學理論和應用機械系教授安迪-魯伊納(Andy Ruina)帶領幾位工程系大學生共同完成這項研究。此前魯伊納實驗室的學生們在2008年4月創(chuàng)建了一項機械人行走紀錄，當時“突擊隊員”行走了9公里。之后波士頓動力公司的“機械大狗”才打破了這項紀錄。

　　這項機器人研究的目標之一是為了展示“突擊隊員”機器人的有效動能，不同于其它使用發(fā)動機控制移動的行走機器人，“突擊隊員”機器人使用重力和動力促進雙腿向前行進，它表現(xiàn)得更具靈活力，在一定程度上可與人類行走相媲美。

　　這款機器人看上去就像一個高鋸木架，它的步態(tài)就像是一個拄著拐杖的人，它有4個支架腿，沒有“膝蓋”結(jié)構(gòu)。魯伊納稱，通過這項機器人行走實驗，不僅有利于促進先進機器人的發(fā)展，還可幫助這些大學生更深刻地理解機器人行走的原理，這些原理和信息可應用于人類義肢研究和殘疾肢體恢復，并有助提高人們的運動能力。

4、“火焰機器人”

　　步行機器人之所以吸引人們并不是它們的實用性，而是因為它們的新奇性，畢竟這樣的機器人設計難度較大。自上世紀90年代，科學家們就一直關注一個領域——“被動動力學”，航空工程師泰德-麥克吉爾(Tad McGeer)研制了一款非常像人類的兩腿機器人——“火焰機器人”，這款機器人無需任何發(fā)動機，便能自如地在下坡路上行走。

　　據(jù)悉，火焰機器人的臀部、膝蓋和踝骨采用了彈性結(jié)構(gòu)，也就是每個發(fā)動機和相應的關節(jié)之間都有一個彈簧，而不是發(fā)動機與關節(jié)直接相連接。