从技（jì）术角度（dù）来说，四（sì）足（quadruped）这（zhè）个词意味着「四只脚（jiǎo）」。机器人学（xué）者倾向于将该（gāi）术语应（yīng）用于任（rèn）何使用四肢行走（zǒu）的事物（wù），以（yǐ）区别于双足机器（qì）人（rén）（后（hòu）者靠两肢行走）。但是，在（zài）机器人学（xué）和生（shēng）物学领域都有一个巨大的、模糊的交叉点（diǎn），你会发现动物在需要操纵（zòng）某些东西时，可以从四足（zú）过渡（dù）到两足（zú）。

       如果把四（sì）足机器人简单地看（kàn）成是有四个肢（zhī）体（limb）的机器人，而不是（shì）有四（sì）只脚（jiǎo）（foot）的机（jī）器（qì）人，它（tā）们开（kāi）始显得更（gèng）「多才多艺」，但这种过渡可能是一个棘手的问题（tí）。在近日于日（rì）本京都举（jǔ）行的智能机器人和系统（tǒng）国际会议 IROS 2022 上，来（lái）自（zì）马萨诸塞州伍（wǔ）斯特（tè）理工学（xué）院（yuàn）（WPI）和上海科技大学的研究（jiū）人员展示了一种可推广的方法（fǎ），即（jí）现成的四足机器人（rén）可以变成两足机（jī）器人，只需要通（tōng）过一些巧（qiǎo）妙的软件（jiàn）和微（wēi）小的机械改造（zào）。

       此前也出现过（guò）可以从（cóng）四（sì）足过（guò）渡到两足的（de）机器人，但它们的设计总（zǒng）是非常刻意，而且在重量（liàng）、复杂性和成本（běn）方面付（fù）出了代价。而这（zhè）项（xiàng）最（zuì）新（xīn）研究（jiū）的独特之（zhī）处在（zài）于，它的目标（biāo）是适用于任何四足机器人——通过一些（xiē）非（fēi）常小的硬件，你的四足机器人就（jiù）可以变成两足机（jī）器人。

       这种双足化（huà）部件的机械部（bù）分是（shì）一个 3D 打印的支撑（chēng）杆，被安装在四足动物每条（tiáo）后腿的胫骨（gǔ）上，以提（tí）供额外的支（zhī）持，使机器人能够站立和稳健地行走。如果没有（yǒu）胫骨附件，机器人就不会有静态（tài）稳定（dìng）性。这在机器人站立时尤其有（yǒu）用，因为它（tā）的质心在这个过程中得到了充分的支撑。视频（pín）显示，这种（zhǒng）方法（fǎ）可（kě）以让一种 看起来像 Mini Cheetah 的机（jī）器人站（zhàn）起来（lái）直立行（háng）走，但其（qí）实，只要满足一些（xiē）基本要求，其他机器人也能（néng）用同样的方法。

       机器人直立之后（hòu）的行走策略首先是在一个模（mó）拟环境中训练的，然后又迁移（yí）到（dào）了（le）实体的机器人身上。这并（bìng）非易事，因为控制器试图让机器人既（jì）能行走又不会摔（shuāi）倒，目前表现最好的（de）策（cè）略能够让机器（qì）人（rén）行走（zǒu）数米——一个看起来不（bú）足为奇的成绩。

       但重要的是（shì），这个机器（qì）人在设计之初并没有考虑双足（zú）行走，所以从某种意义上说，软件（jiàn）正（zhèng）在努（nǔ）力让硬件以一种它不应该而且肯定没有优化过的方式（shì）工作。也许，如果这种能力（lì）能（néng）够扩展开来，四足机器人的设（shè）计（jì）者（zhě）可能会受到激励，给他们的机器人增（zēng）加（jiā）一点灵活性（xìng），使其更具（jù）有适应性（xìng）。

       关于（yú）更（gèng）多（duō）的研究信息（xī），IEEE Spectrum 对伍（wǔ）斯（sī）特理工（gōng）学院教授 Andre Rosendo 进（jìn）行了采访。

       IEEE Spectrum：从根本上说，四条腿（ four-legged）的（de）机（jī）器人（rén）和四条（tiáo）腿（tuǐ）（four-limbed）的机器人有区别吗？

       Andre Rosendo：正如在自然界中看（kàn）到的那样，四足运动能（néng）够实现更高（gāo）的速（sù）度，机器人在用四条腿运动时（shí）明（míng）显更快。同样地，动物从四条（tiáo）腿过渡到（dào）两条（tiáo）腿的过程中（zhōng）所（suǒ）看到的与可操纵性有关的好处（例如，南方（fāng）古猿用（yòng）手把食物送到嘴里），对机器人（rén）来说也是（shì）存在的。我（wǒ）们目前（qián）正在为前肢（zhī）开发一个「可（kě）变末（mò）端作（zuò）用器」，以使（shǐ）这种四足机器人在（zài）站立、处理和操作物体时成为一个「双臂操（cāo）作器」。

       IEEE Spectrum：你们为什么决定采用这（zhè）种特殊的系统来实现双足的转换（huàn）？

       Andre Rosendo：我（wǒ）们注意到，用固定的（de）结（jié）构来调整四足（zú）机器（qì）人的（de）后腿（tuǐ）是相（xiàng）当（dāng）容易的，而（ér）且性（xìng）能下降的幅（fú）度非常小。虽然没有主动式结构那么美观，但现在材料的进步（bù）让我们能够使用从（cóng）腿部伸出的小型碳纤（xiān）维部件来模仿脚带来的相同的被动稳定性（在腿部运动中被（bèi）称（chēng）为稳定多边形）。另一方（fāng）面，主动伸缩系统会在腿上增加一个微小（xiǎo）的（de）马达，增加腿在运（yùn）动过程中的惯性矩，对性能产生负面影响（xiǎng）。

       IEEE Spectrum：这个（gè）系（xì）统的行走性（xìng）能有什么限制？

       Andre Rosendo：我（wǒ）们在模拟（nǐ）环境中对机器人进行了（le）训练，行走的步态在（zài）被迁移到现实世界后是稳定（dìng）的，尽（jìn）管很缓慢。双足机器人的（de）腿部通（tōng）常（cháng）有更多的自由度（dù），以允许更多动（dòng）态的和适应性的运动，但在我们的案（àn）例中，我们专注于多模式方面（miàn），以（yǐ）获得两个层面的（de）好（hǎo）处：四足机（jī）器人的稳定性和（hé）速度以及双足机器人的灵活操（cāo）作能力。

       IEEE Spectrum：你们下一步的（de）工作（zuò）是什么？

       Andre Rosendo：我们下一步将开发（fā）这个机器人的可操作性。更具（jù）体地说，我（wǒ）们一直在问自（zì）己（jǐ）一个问题——「现在我们可以站起来了，那（nà）么还（hái）可以做（zuò）什么其他机器（qì）人做（zuò）不到的事情？」对（duì）此，我们（men）已经有了（le）一些初步的结果（guǒ），那就是爬（pá）到比机器（qì）人（rén）本身重心高的地方。在（zài）对前（qián）肢进（jìn）行机（jī）械改造后，我们将（jiāng）更好地（dì）评估可能需要双手同时（shí）操作的（de）复杂操作，这在目前的（de）移动机器人（rén）中是罕见的（de）。