什麼是可變阻抗驅動器(VIA)？應用前景怎麼樣？

不知道知乎有沒有了解相關領域的大神

VSA（variable stiffness actuator）和VIA什麼關係？串聯彈性驅動器SEA的應用怎麼樣？國內有誰在做的嗎？

先介紹下SEA（serial elastical actuator），如樓主所說，中文全稱是串聯彈性驅動器。它的基本原理是在傳動的機械傳動鏈中加入一個彈性元件，一般為彈簧。

從文獻中看，最早是MIT的人工智慧實驗室於1995年提出的。

傳統的機器人控制關注與位置控制，相應的在機械結構設計上，我們也希望系統的機械剛度越大越好，以保證位置追蹤的精度，所以不會沒事找事地在機構中加入彈簧等剛度低的原件。

後來，大家發現機器人的力控制也很重要，比如磨削機器人，如果不做力控制，很容易傷害被磨削的零件表面。MIT最早提出的這種方案，目的也是為了提高機器人的力控制性能。

那麼，為什麼加入一個區區的彈簧，能有利於力控制的？且聽慢慢道來。

我們把彈簧那部分單獨畫出來：

根據胡克定律和牛頓定律，我們有如下的方程。別看這簡簡單單的變化，它無形中將力轉變為彈簧的形變，這樣力控制可轉換為癱瘓形變的控制（位置控制），而位置控制我們更為得心應手。

VSA就相當於這個彈簧的剛度係數是會變的，實際中也是有這種彈簧的。我們可以聯想下控制理論中經典的二階系統：質量—阻尼—彈簧系統

對這樣一個系統施加外力，則其末端位移為

這是單獨彈簧系統的擴展板，定義為阻抗（類比於電路中的電阻），因此VIF應該是指variable impedance actuator。

上述都是從機械結構中談及這類驅動器的實現原理，實際上也可以從控制上，比如阻抗控制就是一種典型的體現。

這類驅動器聽起來很炫，但實用性較弱。由於彈簧的加入，使得系統可輸出力矩有限（過大彈簧就壞了）。現在這類驅動器是研究熱點，主要用來做人機交互類的設備，市場應用還沒看到。國內研究基本還是follow國外的，我們實驗室有個師兄也做過類似研究；新加坡國際大學跟韓國西江大學的兩個團隊這方面工作挺多，以下是兩位團隊導師的介紹。