擬人步態機器人 DURUS：走起來路能有多像人？

說起雙足機器人，許多機器人愛好者的第一反應可能是波士頓動力的 ATLAS，波士頓動力在 YouTube 更新的多個測試視頻中，其雙足、四足機器人的穩定性和他們花樣繁多的虐機方式一樣令人印象深刻。

不過，這次要說的是來自喬治亞理工學院 AMBER LAB 的 DURUS。雖然都是能夠實現雙足行走的機器人，但與 ATLAS 相比，DURUS 在行走方式上有著自己的特點。

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ATLAS 在行走時會彎曲膝蓋降低重心，以近似直上直下的平整步伐交替前進。

而 DURUS 的每一步則是腳跟先著地，然後轉移重心，腳尖推動身體邁出下一步。

這樣的步態與人類使用的行走方式十分相似。所以視頻中的 DURUS 雖然搖搖晃晃，但走起來卻更像人類。

DURUS 踝關節處有彈簧結構，在踏出每一步時，會吸收腳部接觸地面帶來的撞擊，然後在抬腳時將能量釋放。

你可能已經盯著那雙阿迪達斯看了很久了——DURUS 腳部的的構造跟人類相似，相似到可以毫無違和地穿上運動鞋，而不會破壞機器人整體的平衡性——不過高跟鞋恐怕就不行了。

我們常常能在機器人身上看到仿生類設計，例如蛇形機器人、多足機器人等等，而雙足機器人正是試圖通過模仿人的移動方式，獲得輪式機器人難以實現的地形適用性和高通過性，DURUS 讓這種模仿更進了一步，細緻到了對單次邁步動作的進一步分解，理論上可能擁有更加優秀的越野能力。

但這種更進一步的模仿也使得 DURUS 的步行動作變得更加複雜。和 ATLAS 一樣，DURUS 在行走過程中會不斷調整上半身的姿態，從而在雙腳交替時保持身體平衡，而與 ATLAS 不同的是，DURUS 複雜的步態會讓影響平衡的變數增多，地形、外力對平衡的影響可能會在腳部重心變化時被放大，也就對機器人的平衡演算法提出了更高的要求。

此外，在硬體上，人類踝關節在水平的各個方向上都有一定的可動範圍，肌肉對關節控制也更加細緻，可以支持人類使用這種「不穩定」的步態行走。而從視頻來看，DURUS 踝關節的橫向可動範圍十分有限，水平橫向上姿態調整實際上是完全由髖關節完成的。這在水平路面上正常行走時可能並沒什麼影響，但遇上複雜的地形是可能就很難保持這樣的步態了。

人類的步行方式進化為現在的形態一定是合理的，雙足機器人對人類步態的模仿在方向上也一定可行的。然而另一方面，ATLAS 等機器人看起來有些「笨拙」的運動方式也同樣是合理的——其合理性在於，這種「笨拙」的運動方式和目前機器人的硬體和軟體水平相符合，二者結合之後達到的是機器人穩定性的最大化。

在深圳灣此前的文章中，有機器人從業人士指出，機器人是技術綜合程度非常高的「物種」，讓雙足機器人實現更穩定地行走，需要可靠的結構設計和動力系統、穩定的控制系統和控制演算法等等，每個部分的技術水平都會限制機器人整體形態。放在 DURUS 身上，要實現機器人步態的「升級」，除了對人類運動方式的研究和模仿，更多需要的是底層的硬體和軟體技術的成熟和支持。

作者：陳凱文