球足混合機器人
一只“籃球”骨碌碌滾動，行至坎坷不平處，突然底座彈出幾只腳，溜達著向前走；形如一只小狗的四足機械，不僅能跑能跳，更能四肢騰空，時速能追上一個成年人；一只奇怪形狀的機器，多足傳動行走，宛如傳說中的“木牛流馬”……
這幾天，第18屆中國國際工業(yè)博覽會高校展區(qū)籌備布展，來自上海大學仿生機器人研究小組的展品吸引了眾多目光。
足式機器人成必爭地
日本福島核電站災后地形環(huán)境條件下，機器人連續(xù)完成自動駕車、開門鎖、操作管閥、破墻、清理瓦礫堆和爬樓梯等8項任務……這是代表全球機器人研究最高水平的DARPA機器人挑戰(zhàn)賽的大題。最終部分實現這些目標的機器人系統，是具有更強運動能力和智能水平的仿生機器人。
機器人的研究及產業(yè)發(fā)展已被公認為最具潛力的前沿科技工程之一，仿生足式機器人是必爭之地。來自上海大學機電工程與自動化學院（以下簡稱“機自學院”）的仿生機器人科技成果日前得到了國際知名科技媒體的持續(xù)關注與積極評價。2016年3月，美國電氣電子工程師學會旗艦出版物《IEEE 科技縱覽》在官方主頁ROBOTICS專欄中對上大仿生機器人進行了主題報道，聚焦其純電驅動及小型化設計；全球流行科技網站Engadget日文版也對上大仿生機器人進行專題報道，著重介紹機器人靈活輕巧及多樣化的運動性能特點。
機器人研制不可缺三基因
“機器人研究千頭萬緒，然而追本溯源，‘基因’有三個。”項目組負責老師、上海大學機自學院賈文川介紹。
其一是機構，這與普通意義上的“機構”詞意完全不同，是表示機器人的機械構造方案。“越少越好”是足式機器人研究的常用語，目前，絕大多數研究只推進到八足、四足。
其二是動力。主要指驅動機器人運行的電動機部件的選擇和開發(fā)。由于足式機器人的體積較小，項目組面臨“現成電動機力量不夠、力量夠大體積又太大”的困境。為此，他們專門開發(fā)全新的電動機及測試設備。
其三是控制技術，相當于機器人的大腦和神經網絡
課題組第一代小型電驅動四足機器人樣機被命名為XDog。XDog，具有12個運動自由度，自重約7公斤，負載能力1公斤，關節(jié)總輸出力矩約8牛米，平地快速行走速度約0.7米/秒，原地四足跳躍高度可達7厘米，可爬25度角斜坡，具有匍匐、行走、小跑、跳躍等多種動作能力，并能夠抵御一定側向力沖擊并保持較好的運動平衡，裝備4000毫安時的電池可在平地連續(xù)行走30分鐘。
探索機器人應用新方向
“機器人應用領域，其實還有很大空間，無需一味跟隨其他國家的腳步。”賈文川說。
以這次高校展區(qū)的展品為例，項目組以提升機器人地形適應性并保持較高運動效率為核心目標，設計了一種新型可變形機器人，能實現球式滾動、四足行走、轉爬等多種運動形態(tài)，還可通過表面形狀結構的變形，實現四足肢體的進化與退化，從而增強越障和姿態(tài)調整能力。
由于小巧靈活，項目組多系列小型足式機器人已獲得應用推廣意向，多種機器人單元技術與集成技術獲得推廣。
項目組還與聯想公司共創(chuàng)機器人實驗室；與內蒙古相關部門合作，通過加載衛(wèi)星導航模塊、外觀全新設計，以及對草原放牧環(huán)境的功能性適應，研發(fā)可遠程遙控的“機器牧羊犬”。
