机器人配备新型柔性脚走得更快

加州大学圣地亚哥分校的机器人专家开发了柔性脚 для 机器人。这种新技术可以使机器人在不平的地形上，如鹅卵石和木屑上，走得快 40%。

这种新发展对于各种应用程序非常重要，尤其是搜索和救援任务。

该研究将在 RoboSoft 会议 上进行展示，该会议将于 2020 年 5 月 15 日至 7 月 15 日举行。

Emily Lathrop 是加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院的博士生，也是论文的第一作者。

“机器人需要能够在自然的、不平的地形上快速、有效地行走，这样它们就可以去人类可以去的地方，但可能不应该去，” Lathrop 说。

Michael T. Tolley 是加州大学圣地亚哥分校机械和航空工程系的教授，他是论文的资深作者。

“通常，机器人只能控制特定关节的运动，” Tolley 说。“在这项工作中，我们展示了一个可以控制其脚的刚度和形状的机器人比传统设计更好，并且能够适应各种地形。”

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柔性机器人脚

柔性机器人脚由一层填充着咖啡渣的乳胶膜组成。咖啡渣可以在固体和液体之间来回转换。这种机制被称为颗粒阻塞。因此，机器人可以走得更快，并且有更好的抓地力。

当机器人脚触摸地面时，它们变硬并适应地面以建立牢固的立足点。当它们移动时，脚松动并在步骤之间放松，依靠支撑结构帮助它们保持柔性。

这些柔性脚是首次在不平的地面上测试的。

研究人员将这些脚安装在六足机器人上，并设计并建造了一个板载系统。该板载系统能够在每一步之间产生负压和正压以松动和阻塞脚。为了阻塞脚，真空泵从咖啡渣之间移除空气。它们也可以被动阻塞，如果机器人的重量迫使空气从咖啡渣之间排出。

不平地面

机器人被测试在各种地面上行走，包括平地、木屑和鹅卵石，有时带有柔性脚，有时不带。结果表明，静态阻塞在平地上最有效，主动阻塞在松散的岩石上最好。

有了柔性脚，机器人的腿能够更好地抓住地面，这反过来又增加了它的速度。尤其是在机器人走上斜坡和不平的地形时，这一点尤为明显。

Nick Gravish 是加州大学圣地亚哥分校机械和航空工程系的教授，也是研究的共同作者。

“自然界充满了对行走机器人来说具有挑战性的地面——滑溜、岩石和软的地面都使行走变得复杂，” Gravish 说。“能够适应这些不同类型的地面的脚可以帮助机器人提高机动性。”

研究人员现在将尝试在脚底安装软传感器，这将允许使用电子控制板。电子控制板将识别机器人即将行走的地面类型，并确定脚是否需要主动或被动阻塞。研究人员还将继续改进设计和控制算法以提高效率。