从技（jì）术（shù）角度（dù）来说，四（sì）足（quadruped）这（zhè）个词意（yì）味（wèi）着（zhe）「四只脚」。机（jī）器人（rén）学者倾向于将该术（shù）语（yǔ）应（yīng）用于（yú）任何使（shǐ）用四肢行走的事（shì）物，以（yǐ）区别于（yú）双（shuāng）足机（jī）器人（后者靠两肢行走（zǒu））。但（dàn）是，在机器人学和生（shēng）物学（xué）领域（yù）都有一个巨大的、模糊的交（jiāo）叉点，你会（huì）发现动物在需要操纵某些东西时，可以从四足过渡到两足。

       如果（guǒ）把四足（zú）机器人简单地看成是有四个肢体（limb）的（de）机器（qì）人，而不（bú）是有四只脚（jiǎo）（foot）的机器人，它们开（kāi）始（shǐ）显（xiǎn）得更（gèng）「多才多艺」，但这种过（guò）渡可能是一个棘手的问题。在近日于日（rì）本京都（dōu）举行（háng）的智能机（jī）器（qì）人和系统（tǒng）国际会议 IROS 2022 上，来自（zì）马萨诸塞州伍斯特理工学院（WPI）和（hé）上海科技大学的（de）研究人员展示了（le）一种可推广的方法，即现成的（de）四足（zú）机器人可（kě）以变成两足机器（qì）人，只需要通过一些巧妙的软件和微小的机械改（gǎi）造（zào）。

       此前也（yě）出现（xiàn）过可以从四足过渡（dù）到两足的机器（qì）人，但它们的设计总是非常刻（kè）意，而且（qiě）在重量、复杂性和成本方面付出了代价（jià）。而这（zhè）项最新（xīn）研究的独（dú）特之处（chù）在（zài）于，它的（de）目标是（shì）适用于任何（hé）四足（zú）机器人——通（tōng）过一些（xiē）非常小的硬件，你（nǐ）的四足机器人就可以变成两足（zú）机器人（rén）。

       这（zhè）种双足化（huà）部件的机（jī）械部分是一（yī）个（gè） 3D 打印的支撑杆（gǎn），被（bèi）安装在四足动物每条（tiáo）后（hòu）腿的胫骨上，以提供额外的支（zhī）持（chí），使机器人能够站立和稳健地行走。如果没（méi）有胫骨附件，机器人就不会有静态稳定性。这（zhè）在机器人站立时（shí）尤其有用（yòng），因为它的（de）质心在这个过程中得到了充（chōng）分的支撑。视频显示，这种（zhǒng）方法可以让一种 看起来（lái）像 Mini Cheetah 的（de）机器人站起来直立行走，但其实，只要满足一（yī）些基本（běn）要求，其（qí）他（tā）机器人也能（néng）用同样（yàng）的方法。

       机器人直立之后（hòu）的行（háng）走策略首先是在（zài）一个模拟环境中训练（liàn）的，然后又迁移到了实体的机器人身上。这并非易（yì）事，因为控（kòng）制器试图让机器人（rén）既能行走又不会摔倒，目前（qián）表现最好的策略能够让机器人行走数米——一（yī）个看（kàn）起来不足为奇的成（chéng）绩。

       但重（chóng）要的是，这个机器人在设计之初（chū）并（bìng）没有考虑（lǜ）双足行走（zǒu），所以从某（mǒu）种意（yì）义上说，软（ruǎn）件正在努（nǔ）力（lì）让硬（yìng）件以一种它不应该而（ér）且肯定没有优化过（guò）的（de）方式工作。也许，如（rú）果这种能力能够扩（kuò）展（zhǎn）开来，四（sì）足机器人的（de）设计者可（kě）能会受到激励，给他们的机器人增加一点灵（líng）活性，使其更具有适应性。

       关于更多的研究信息，IEEE Spectrum 对伍斯特理工学院教授（shòu） Andre Rosendo 进行了采访（fǎng）。

       IEEE Spectrum：从根本上说，四条腿（tuǐ）（ four-legged）的机器人（rén）和四条腿（four-limbed）的机器人有区别（bié）吗（ma）？

       Andre Rosendo：正如在自然界中看（kàn）到（dào）的那样，四足运动能够实现更高的速度，机器人在用四条（tiáo）腿运动时明显更快。同样地，动物从四条腿过渡到两条腿（tuǐ）的过程（chéng）中所看到的与可（kě）操纵性有关的好处（例如，南方古猿用手把食物送到嘴里），对机（jī）器人（rén）来说也是存在的。我们目（mù）前正在（zài）为前肢开发一个「可变末端作用器」，以使这种四足机器（qì）人在站立（lì）、处（chù）理和操作物（wù）体时成为（wéi）一个「双臂操作器」。

       IEEE Spectrum：你们为什（shí）么决定采用（yòng）这种特殊的系统来实现（xiàn）双足的转换（huàn）？

       Andre Rosendo：我们注（zhù）意到，用固定（dìng）的结构来调整（zhěng）四足机器人的后腿是相当容易的，而且性能（néng）下降的幅度非常小。虽然没（méi）有主动式结构那（nà）么美（měi）观，但现（xiàn）在材料的进步让我们能够使（shǐ）用从腿部伸（shēn）出的小型碳纤维部件来模仿脚带来（lái）的相同（tóng）的被动稳（wěn）定性（xìng）（在腿（tuǐ）部运（yùn）动中（zhōng）被（bèi）称为稳定多边形）。另一方面，主动伸缩系统会在腿上增加一个微小的马达，增加（jiā）腿在运动过程中的惯性矩，对性能产（chǎn）生负（fù）面影响。

       IEEE Spectrum：这个系统的行走（zǒu）性能有什（shí）么限制？

       Andre Rosendo：我（wǒ）们在（zài）模拟环（huán）境中对机器人进（jìn）行了训练，行走的（de）步态在被迁移到现实（shí）世界后是稳定的（de），尽管很缓（huǎn）慢。双足机器人（rén）的腿部通常有更多的自由度（dù），以（yǐ）允（yǔn）许更（gèng）多动态（tài）的和（hé）适应性的运（yùn）动（dòng），但在我们（men）的案（àn）例中，我们专注于多模式方面，以（yǐ）获（huò）得两（liǎng）个层面的好处：四足（zú）机器人的（de）稳定性（xìng）和速度以及双足机器人的灵活（huó）操作能力（lì）。

       IEEE Spectrum：你们下一（yī）步的工作（zuò）是什么（me）？

       Andre Rosendo：我（wǒ）们下一步（bù）将（jiāng）开发这（zhè）个机（jī）器人的可操作（zuò）性。更具（jù）体地说，我们一直在（zài）问自己一个问题——「现在我们可（kě）以站起来（lái）了（le），那么还可以做什么其他机器人做不到的（de）事情？」对此（cǐ），我们（men）已经有了（le）一些初步的结（jié）果（guǒ），那就是（shì）爬到比机器人本身重（chóng）心高的地（dì）方。在对前肢进行机（jī）械改造（zào）后，我（wǒ）们将更（gèng）好地（dì）评估可能需（xū）要双手同时操作（zuò）的复杂（zá）操（cāo）作，这在目（mù）前的移（yí）动机器人中是罕（hǎn）见的。