在比賽中獲得前三名的機(jī)器人，有兩臺都并非使用足式結(jié)構(gòu)，而是在足部安裝了輪子或履帶：
這樣的好處顯而易見：在平坦的地面上可以輕松達(dá)到更高的速度和更好的穩(wěn)定性。但代價是喪失了跨越障礙的能力---
真的嗎？
波士頓動力的這款名為Handle的機(jī)器人，把足+輪式的能力直接拔升到了一個聞所未聞的高度。用冰冷的事實告訴我們，不是輪子越障能力不夠好，而是你們的工程師不夠diao。
正如BD官方視頻介紹中說的那樣：
“Wheels are efficient on flat surfaces while legs can go almost anywhere: by combining wheels and legs Handle can have the best of both worlds.“
如果輪+足的結(jié)構(gòu)這么好，為什么以前沒人做過？很大程度是因為這件事在工程上太難了。
Handle的足部關(guān)節(jié)不論是在面臨突然出現(xiàn)的斜坡還是承受落地的沖擊時都表現(xiàn)出了很好的柔性，這對系統(tǒng)穩(wěn)定性非常關(guān)鍵。如果關(guān)節(jié)使用簡單的位置或速度控制，機(jī)器人在高速遇到未知的接觸面時會瞬時產(chǎn)生巨大的沖擊力，不僅難以控制，甚至容易損壞機(jī)器人本體。
Handle在斜坡上如履平地
為了承受如此大的外部擾動，用傳統(tǒng)的簡單線性倒立擺建模是顯然不夠的，機(jī)器人需要動用全身所有的關(guān)節(jié)，所有的運(yùn)動資源來維持平衡。
比如我們可以注意到Handle轉(zhuǎn)彎時并不是簡單地讓輪子差速轉(zhuǎn)動，而是像溜旱冰一樣加入了身體的自然側(cè)傾:
再比如跳上桌子瞬時的手臂擺動。
這樣的一個機(jī)器人的全身動力學(xué)模型是高度非線性的，其實時平衡控制解算本身就是一個挑戰(zhàn)，更不要說需要考慮在大量擾動/不確定性存在時的穩(wěn)定性了。
只用一個連續(xù)模型是沒法做”跳躍“這種動作的。機(jī)器人同時擁有連續(xù)（關(guān)節(jié)角度、速度）和離散（與地面的接觸面位置、數(shù)目）的狀態(tài)，這屬于混合控制“Hybrid Control”的研究范疇。甚至視頻中“雙手舉起100磅重物”這個任務(wù)，也需要把重物作為模型的一部分來做控制，因為如果只把重物當(dāng)擾動的話，這擾動也太大了。
Hybrid Control這個學(xué)科本身就還不是很成熟（相對于其他多數(shù)控制理論而言），其前十幾年的研究和成果都集中在混合線性系統(tǒng)上。對于Handle這種非線性混合系統(tǒng)，學(xué)術(shù)界的成果很多都還停留在“證明一個穩(wěn)定的控制器是否存在”這個層面，近些年也有了很多“給定一個控制器，分析其穩(wěn)定性”的方法。但對于“給定問題如何設(shè)計一個控制器”，還并不是很完善。
回到機(jī)器人Handle本身。官方介紹它身高1.98米，縱跳1.2m。這特么是喬丹的身高+內(nèi)特.羅賓遜的彈跳啊。Handle的輪子可以以14Km/h的速度前進(jìn)。整個機(jī)器人由電池供能，驅(qū)動電機(jī)和液壓泵。無需外接設(shè)備，一次充電續(xù)航24千米。
我還能說什么。我們這邊一個搞雙足行走教授看完視頻后的反應(yīng)是一句話：
Biped walking is DONE！
（雙足行走這一行沒法干了！）
