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過去幾年中，我們一直在關注著名的機器蟑螂的研發。對于這款機器人，外界褒貶不一（主要因為有人不喜歡蟑螂）。不過，隨著機器蟑螂研發的逐漸深入，加大伯克利分校的這一研究項目推動了全世界的機器蟑螂熱。
Chen Li 教授是伯克利分校 Poly-PEDAL 和仿生系統實驗室的研發人員，在這里，他通過自己的巧手讓這些長得像蟑螂一樣的小家伙擁有了翻山越嶺的能力。眼下，Chen Li 在約翰霍普金斯大學也擁有了自己的實驗室，該實驗室主研與生物學、機器人學與物理學有關的運動科學。
在今年的 IROS 大會上，Chen Li 展示了自己最新的重磅研究論文《Cockroach-inspired winged robot reveals principles of ground-based dynamic self-righting》，讓我們見識到了此類多足機器人的新功能，如基于地面環境動態復原或像昆蟲一樣借助翅膀翻身。
以下為雷鋒網編譯的論文簡介：
動物與機器人都會面臨一個嚴峻的挑戰——在復雜的地形上移動時，很容易翻過來。像蟑螂一樣的小昆蟲能夠快速地借助自己的翅膀順利翻身，而與其形態相似的小型多足機器人的外殼是其跨越障礙的重要法寶。我們在研究中為機器人設計了一對“翅膀”——也就是一個可以打開的外殼，以保證機器人能夠利用身體優勢（圓圓的造型）模擬蟑螂轉身的樣子。研究表明，機器人能夠實現自我適應，即使在電池電量低、翅膀無法對稱打開的情況下，機器蟑螂也有較大機會完成翻身的動作。
趕緊看看視頻，感受一樣機器“小強”的魅力吧：
為了了解機器蟑螂到底是怎么學會這一絕技的，IEEE 通過郵件聯系了 Chen Li 教授，下面是采訪實錄：
IEEE Spectrum：為什么說這種解決方案是最佳選擇呢？
Chen Li ：通過翅膀來避障的解決方案較為簡單，我們只需對現有機器蟑螂的外殼稍加修改就能實現。未來，借助這一機制我們還能通過翅膀的開合實現機器蟑螂的變形，這樣就能為機器蟑螂添加更多移動技巧。現在，我在約翰霍普金斯大學的實驗室已經開始對機器蟑螂進行多功能升級了。
此外，翅膀的展開是動態的，這樣機器蟑螂就能利用動能來翻越障礙。這種解決方案的成功率和速度都比現有的復原機制高上不少，機器蟑螂不用再等待外殼形變、重心轉移、被動旋轉或機身重組來避障了。
通過系統的實驗，我們也掌握了翅膀復原系統的具體性能表現。翅膀打開的大小、速度、同步性和翅膀的形狀都會對機器蟑螂的動作有所影響。通過對這些數據的研究，我們就能設計出最合適的翅膀形狀并對其開合進行精確控制，以實現想要的效果。而市場上其他復原系統，都無法達到這樣的水平。
IEEE Spectrum：您認為我們什么時候才能讓機器蟑螂擁有設想中的各種能力呢？
Chen Li ：我想我們還得再花不少時間，眼下業界對全地形多功能機器人的研發才剛剛開始，它們在動態控制上難度挺大。而在地形復雜點的陸地上行動挑戰更大，因為我們沒有類似空氣動力學和流體力學的先進地形適應模型。該研究領域此前是一片空白，我的實驗室正在努力改變這一情況。
除了這些需要探究的理論問題，我們在工程方面也要解決許多問題，如小型多足機器人的功率限制和材質問題等。
IEEE Spectrum：下一步您準備怎么走？
Chen Li ：除了理論研究，我的實驗室現在正在開發新的翅膀和外殼，以便機器蟑螂能擁有多種運動能力。此外，我們還打造了體型更大的自復原機器人，其目的是為了進一步研究動態復原過程中出現的各種物理現象。
精確來講，我的實驗室正在開發新的實驗工具和理論模型，為的就是更好地理解機器人和昆蟲在現實世界中的地形適應反饋機制。隨后，這些研究成果就能用來設計和控制全地形機器人。我們將這一新的研究領域稱之為“地形動力學”（terradynamics），未來其成果還將促進空中和水中機器人的不斷進化。
via IEEE Spectrum
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