科学家开发新的能量高效机器人公式

美国陆军科学家开发了一种新的公式，为能量高效的腿式机器人的建设提供了新的见解。

该论文发表在 PLOS One 上。

改变陆军车辆开发

美国陆军作战能力开发司令部（DEVCOM）和陆军研究实验室的亚历山大·科特博士、肖恩·加特博士和杰森·普西博士正在提出新的想法，用于建设自主军用机器人腿式平台。该团队专注于使其与其他地面移动系统一样高效地运行。

使用此类系统可能会改变陆军车辆的开发，根据科学家的说法，他们还不知道为什么腿式、轮式和履带式系统符合同一曲线，但新的发现是一个进步。

“如果车辆开发者发现某种设计需要比当前可能的更多的电力，考虑到各种实际约束，新的公式可以指出改进电力传输和发电的具体需求，或者重新思考车辆的质量和速度要求，”加特说。

开发新的公式

科学家们受到1980年代的一个公式的启发，该公式显示了动物的质量、速度和能量消耗之间的关系，他们开发了一个新的公式，可以应用于各种腿式、轮式和履带式系统，例如地面机器人。

该团队认为，他们是第一个组装和研究这些数据中出现的关系的人，尽管这些数据已经存在30年。发现表明，腿式系统与轮式和履带式平台一样高效。

科特担任实验室的首席科学家。

“在无人战斗航空器和智能弹药的世界中，越来越需要能够前进、攻击和在最破碎的地区如山脉、密集的森林和城市环境中生存的步兵，”科特说。“这就是为什么这些地区提供了最好的掩护和隐蔽来对抗无人航空器的原因。因此，步兵需要能够在这种破碎的地形中移动的车辆。腿式车辆——可能是自主的——将非常有帮助。”

能量高效

根据科特的说法，腿式机器人存在的一个问题是它们似乎具有糟糕的能量效率，这可能会限制与士兵的合作。

“过去30年来，美国军事科学家已经解决了许多挑战，包括开发自主车辆，”科特说。“在地面上行驶的车辆，包括轮式和履带式车辆，以及空中的车辆，类似于小型飞机，我们称之为固定翼和小型直升机，即旋翼式，现在已经变得更安静、更容易与部队集成。但对于腿式平台，仍然存在许多障碍，一个巨大的障碍是使其能量高效。”

士兵无法携带“能量饥渴”的腿式机器人的燃料或电池，科特说。

使用新的公式，该团队发现，人造腿式平台应该与轮式和履带式平台一样高效。

该团队收集了多种地面移动系统的数据，并研究了组合系统，如福特T型车。

根据加特的说法，研究将帮助设计师确定未来用于国防目的的陆地机器人的电力、速度和质量之间的权衡。

公式还可以近似地计算出车辆所需的电力量。

“陆军必须制定可行但雄心勃勃的目标，用于未来陆地机器人的电力、速度和质量之间的权衡，”科特说。“基于当前经验来确定这些目标是不合适的，因为军事硬件通常会被开发和使用多年，甚至几十年；因此，硬件的规格者和设计师必须以未来可能不完全被理解的技术机会为基础，制定竞争性但可实现的目标。”