四足“機(jī)器狗”或許能像陸地上的犬類一樣行動(dòng)，但它們的游泳能力卻遠(yuǎn)不及它們（盡管有些機(jī)器狗可以在水下行走）。然而，一款新型迷你機(jī)器狗卻并非如此，它擅長(zhǎng)“狗刨式”游泳。

對(duì)于四足機(jī)器人來(lái)說(shuō)，擁有游泳的能力可能會(huì)非常有用

這款名為“兩棲機(jī)器狗”（ARD）的四足機(jī)器人長(zhǎng)300毫米，寬100毫米（11.8英寸 x 3.9英寸），重2.25公斤（5磅）。它是由華南理工大學(xué)李云泉教授和陳曄教授領(lǐng)導(dǎo)的科學(xué)家團(tuán)隊(duì)研發(fā)的。

在陸地上，該機(jī)器人的雙關(guān)節(jié)腿采用小跑步態(tài)，最高速度可達(dá)1.2 BL/s（每秒移動(dòng)體長(zhǎng)）。在水中游泳時(shí)，它的速度仍能達(dá)到不錯(cuò)的0.54 BL/s。相比之下，此前的研究表明，現(xiàn)實(shí)生活中的狗狗在狗刨式游泳時(shí)，最高速度約為1.4 BL/s。

ARD 機(jī)器人，兩棲性能卓越

重要的是，ARD 的設(shè)計(jì)目標(biāo)不僅僅是防水、漂浮?？茖W(xué)家們特別注重平衡其重心和浮力中心，以“確保穩(wěn)定有效的水上性能”。他們還試驗(yàn)了三種不同的游泳方式。

其中兩種被稱為“橫向序列劃水步態(tài)”（LSPG），本質(zhì)上是狗刨式的變體。顧名思義，它們需要以橫向序列/循環(huán)移動(dòng)四條腿——先左前，再左后，然后右前，再右后。

兩種LSPG步態(tài)的區(qū)別在于每條腿在“發(fā)力階段”（PP）所占周期的比例，PP是指腿完全伸展以獲得最大推力的階段。在一種步態(tài)中，每條腿完全獨(dú)立運(yùn)動(dòng)，PP比例為25%。在另一種步態(tài)中——更像自然的狗刨式——腿部運(yùn)動(dòng)之間存在一些重疊，PP比例為33%。

第三種游泳方式是“小跑式劃水步態(tài)”（TLPG），其中對(duì)角線對(duì)立的腿同時(shí)移動(dòng) - 左前/右后，然后右前/左后 - PP 比例為 50％。

泳池測(cè)試顯示，33% LSPG 的游動(dòng)速度最快，為 0.54 BL/s，其次是 25% LSPG。TLPG 是三者中最慢的，但也是最穩(wěn)定的。

李教授表示：“這項(xiàng)創(chuàng)新標(biāo)志著仿生機(jī)器人設(shè)計(jì)領(lǐng)域邁出了一大步。我們的機(jī)器狗之所以能夠在水中和陸地上高效移動(dòng)，得益于其仿生軌跡規(guī)劃，這種規(guī)劃模仿了真實(shí)狗的自然劃水步態(tài)?！?/p>

有關(guān)這項(xiàng)研究的論文最近發(fā)表在《生物靈感與生物識(shí)別》雜志上。