机器人配备新开发的柔性脚走得更快

加州大学圣地亚哥分校的机器人专家开发了柔性机器人脚。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%。

这一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会议上进行介绍，该会议将于2020年5月15日至7月15日举行，并将采用虚拟形式。

艾米丽·拉思罗普（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。

“机器人需要能够快速高效地在自然的不平地形上行走，这样它们就可以去人类可以去的地方，但也许不应该去，”拉思罗普说。

迈克尔·T·托利（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，也是论文的资深作者。

“通常，机器人只能在特定的关节控制运动，”托利说。“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优于传统设计，并能够适应各种地形。”

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柔性机器人脚

柔性机器人脚由一个填充了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。这种机制称为粒状物阻塞。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和阻塞状态。

这些柔性脚是首次在不平地形上进行测试的。

研究人员在六足机器人上安装了这些脚，并设计和建造了一个可以产生负压和正压的系统，以便在每一步之间松动和阻塞脚。为了阻塞脚，一个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咖啡渣之间的空气被挤出。

不平地形

机器人被测试在各种地形上行走，包括平地、木屑和鹅卵石，有时带有柔性脚，有时没有。结果表明，被动阻塞在平地上最有效，而主动阻塞在松散的岩石上最好。

带有柔性脚，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。特别是当机器人走上倾斜和不平的地形时，这一点尤其明显。

尼克·格雷维什（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形——滑溜、岩石和软绵绵的基质都使行走变得复杂，”格雷维什说。“能够适应这些不同类型地形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形类型以及脚是否需要被主动或被动阻塞。研究人员还将继续改进设计和控制算法以提高效率。