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专家“拜”鸟类为师:新型机器人灵感来自鸟类

来源:中新网 作者: 2014年11月02日 08:07
[导读] 为了让跑步机器人运转更良好,研究人员在自然界最佳双足奔跑者——鸟类的身上找到了灵感。

为了让跑步机器人运转更良好,研究人员在自然界最佳双足奔跑者——鸟类的身上找到了灵感。

近日,来自美国俄勒冈州立大学、英国皇家兽医学院和其他机构的研究人员,研究了鸟类如何在保持高速奔跑的同时,还能避开坠物和损伤,稳定速度与方向,并把能耗降到最低。他们计划将这一成果运用在机器人身上。该研究刊登在10月30日出版的《实验生物学报》中。

“这些鸟类在跑步时并不在意看上去不稳定,也不在意步履摇晃。”俄勒冈州立大学工程学院助教、机器人专家赫斯特说,“它们的目标就是保存体力,避免摔倒,保证安全高效。如果它们的上半身看起来有点摇晃,没关系。”

据物理学家组织网10月30日报道,鸟类是陆地上最好的双足奔跑者,其速度与灵活性可追溯到23亿年前的恐龙祖先。从鹌鹑到鸵鸟,各种体型的鸟类都会奔跑,而且跑起来并不总是很优雅。然而研究人员发现,鸟类奔跑时把重心尽量保持在一条直线上,从而节省体力又不会扭断腿。在野外,受伤意味着死亡,而食物短缺时,保存体力至关重要。

鸟类在奔跑时对“稳定”的定义是不一样的。它们会避开坠物,但同时也会允许自己的身体时不时摇晃,只要不跌倒就行。就像一个足球运动员抢球时一样,他们的腿有时急、有时缓,只是为了保证能直立、避障、保持奔跑路线。这些动作,看上去都不太美观,但是很有用。

相比之下,现代机器人经常以完全的稳定性为基础,包括保持步履稳定。这会浪费一些能量,有时还会限制灵活性。

科学家表示,现代机器人需要向鸟类学习的是,即便有点偏离正常稳定的动态,也没有关系,因为这不一定会摔倒或受伤。研究报告写道:“操控现代机器人时,要对稳定性做出更灵活的理解,要基于首要任务而不是基于完全稳定性来优化机器人的动作。”

“未来的跑步机器人,看上去可能更不像是机器人。”赫斯特说,“它们更具流线型。我们并不是想完全复制动物,只是想借鉴动物的奔跑能力。” (毛宇)

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