机器人如何保持行走、转身、跳跃的同时的自身平衡？
机器生而是为了更好的代替人类完成各种各样的复杂任务，理想的机器人设计往往是足式的，因为这样方便其适应原本为人类生活习惯所设定的生活环境，如日本丰田的仿生机器人Asimo，波士顿动力的Atlas，以及Agility Robotics的Cassie，密歇根大学研发的MARLO，乔治亚理工的DURUS等 。凭借类人的腿部设计，它们能够如人类般跨越障碍物、攀爬楼梯，但如何保持平衡则始终是这类机器人的一大技术难点 。
许多传统型的有脚机器人靠的是陀螺仪等传感装置和计算机共同协助保持自身身体平衡的 。举几个例子来回答这个问题：DURUS机器人来自乔治亚理工学院AMBER LAB的DURUS 。虽然都是能够实现双足行走的机器人，但与ATLAS相比，DURUS在行走方式上有着自己的特点 。DURUS踝关节处有弹簧结构，在踏出每一步时，会吸收脚部接触地面带来的撞击，然后在抬脚时将能量释放 。
我们常常能在机器人身上看到仿生类设计，而双足机器人正是试图通过模仿人的移动方式，获得轮式机器人难以实现的地形适用性和高通过性，DURUS让这种模仿更进了一步，细致到了对单次迈步动作的进一步分解，理论上可能拥有更加优秀的越野能力 。但这种更进一步的模仿也使得DURUS的步行动作变得更加复杂 。和ATLAS一样，DURUS在行走过程中会不断调整上半身的姿态，从而在双脚交替时保持身体平衡，而与 ATLAS不同的是，DURUS复杂的步态会让影响平衡的变量增多，地形、外力对平衡的影响可能会在脚部重心变化时被放大，也就对机器人的平衡算法提出了更高的要求 。
此外，在硬件上，人类踝关节在水平的各个方向上都有一定的可动范围，肌肉对关节控制也更加细致，可以支持人类使用这种「不稳定」的步态行走 。DURUS踝关节的横向可动范围十分有限，水平横向上姿态调整实际上是完全由髋关节完成的 。这在水平路面上正常行走时可能并没什么影响，但遇上复杂的地形是可能就很难保持这样的步态了 。
ASIMO机器人ASIMO的结构：类似人类的身体结构Honda的工程师们在项目初始阶段花费了大量的时间研究了昆虫，哺乳动物的腿部移动，甚至登山运动员在爬山时的腿部运动方式 。这些研究帮助工程师们更好的了解我们在行走过程中发生的一切，特别是关节处的运动 。这些构成了ASIMO行走的基础方式 。在行走过程中，我们的脚趾也扮演了非常重要的角色，在平衡我们身体上起了很大的作用 。
在ASIMO的脚上也有类似的机理，而且还使用了吸震材料来吸收行走过程中产生的对关节的冲击力，就像人类的软组织一样 。ASIMO和人类一样，有髋关节，膝关节和足关节 。ASIMO拥有26个自由度，分散在身体的不同部位 。其中脖子有2个自由度，每条手臂有6个自由度，每条腿也有6个自由度 。腿上自由度的数量是根据人类行走，上下楼梯所需要的关节数研究出来的 。
?? ASIMO关节图ASIMO身上两个传感器保证了ASIMO能够正常行走，它们是速度传感器和陀螺传感器 。它们主要用来让ASIMO知道他身体目前前进的速度以及和地面所成的角度，并依次计算出平衡身体所需要调节量 。这两个传感器起的作用和我们人类内耳相同 。要进行平衡的调节，ASIMO还必须要有相应的关节传感器和6轴的力传感器，来感知肢体角度和受力情况 。
ASIMO的动作：类似人类的步行方式ASIMO的行走中最重要的部分就是它的调节能力 。ASIMO除了能像人类一样正常的步行之外，它还能对行走过程中遇到的情况进行自我调节 。为了实现这些，ASIMO的工程师们需要考虑ASIMO在行走中产生的惯性力 。当机器人行走时，它将受到由地球引力，以及加速或减速行进所引起的惯性力的影响 。
推荐阅读
- 世界上最贵手机排名 全球最贵手机
- 全球五大高端手机品牌 高端手机品牌有哪些
- 专车哪个好,出租车专车代驾外卖快递小哥
- 特色外卖小吃加盟,小吃怎么加盟外卖
- 外卖佣金4.1%,美团外卖需要投资多少钱
- 去饿了吗工作怎么样,去饿了么外卖做骑手
- 全球发布会直播地址,三星发布会在哪看
- 全球10大土豪手机,土豪手机排行榜
- GPS全球手机定位系统 给我手机定位
- 小米11首发骁龙888 小米11全球首发骁龙888