从（cóng）技术（shù）角度来说，四足（quadruped）这个词意（yì）味着「四（sì）只脚」。机器人学者（zhě）倾向于（yú）将该术语应用于（yú）任何（hé）使用四肢行走的事物，以（yǐ）区（qū）别于双足机器（qì）人（后者（zhě）靠两（liǎng）肢行走）。但是，在机器人学和生物学领域都有一个巨大的、模糊（hú）的交叉点，你会（huì）发现动（dòng）物（wù）在需要操（cāo）纵某些东（dōng）西时，可以从四足（zú）过渡到两足。

       如果把（bǎ）四足机器人简单地看成是有四个肢体（limb）的机器（qì）人，而不是有四只脚（foot）的机器人，它们开始显得更「多才（cái）多艺」，但（dàn）这种过渡可（kě）能（néng）是一个棘手的问题。在近日（rì）于日本京都举行的智能机器人和系统国际会议 IROS 2022 上，来自马萨诸塞（sāi）州伍斯特理工学院（WPI）和上（shàng）海科技大学的研究人（rén）员（yuán）展示（shì）了一（yī）种（zhǒng）可推（tuī）广（guǎng）的方（fāng）法，即现成的四足机器人可以变成两足机器人，只需要通过一些巧妙（miào）的软件和微小的机械改造。

       此前也出现过可（kě）以（yǐ）从四足（zú）过渡到两足的机器（qì）人，但它们的设计总是非常刻（kè）意，而（ér）且在重量、复杂性和成本方面付出了（le）代价。而（ér）这项最新研究的独特之处在（zài）于，它的目标（biāo）是适用于任何四足机器人——通过一些非常小的（de）硬件，你的四足机器人就可（kě）以变成两（liǎng）足机器人（rén）。

       这（zhè）种双（shuāng）足化部（bù）件的机械部分是一个 3D 打（dǎ）印的支（zhī）撑杆，被安装在四足动物每条后腿的（de）胫骨上，以提供额外的（de）支持，使机器人能够（gòu）站立和稳健（jiàn）地行（háng）走。如果没有（yǒu）胫骨附（fù）件（jiàn），机器人就不（bú）会有静态稳定性。这在机器人（rén）站立时尤其有用，因为它的质心在这个过程中得到了充分的支撑。视频显示（shì），这（zhè）种（zhǒng）方法可以让一种 看起来像 Mini Cheetah 的机器（qì）人（rén）站起（qǐ）来直立行走，但其实，只要满足（zú）一些基本要求，其他（tā）机器人也能用同样的方（fāng）法。

       机器人直立之后的行走（zǒu）策略首（shǒu）先是在一个模拟环境中训练的，然后又迁（qiān）移到（dào）了实体的机（jī）器人身上。这并非易事（shì），因为控制器试图让机器人（rén）既（jì）能行（háng）走又不会摔倒，目前表现（xiàn）最好的策略能够让机（jī）器人行（háng）走数米——一个看起来（lái）不足（zú）为奇的成绩。

       但重（chóng）要的是，这个机器人（rén）在设计之（zhī）初并没有考虑双足（zú）行走，所以从（cóng）某种（zhǒng）意义上（shàng）说，软件正在努力让硬件以一种它不（bú）应该而（ér）且肯定没有优化过（guò）的（de）方式工作。也许，如果（guǒ）这（zhè）种能力（lì）能够扩展开来，四足机器人的设计者可能（néng）会受（shòu）到激励，给他们的机器人增加（jiā）一点灵活性，使其更具有适应性。

       关于更（gèng）多的研究信息，IEEE Spectrum 对伍斯特理工学院教授 Andre Rosendo 进行了采访（fǎng）。

       IEEE Spectrum：从根本上说，四（sì）条腿（ four-legged）的机器（qì）人和四条腿（four-limbed）的（de）机器人有区别吗？

       Andre Rosendo：正如在自然界中看到的那样，四足运动能（néng）够实现更高的速度，机（jī）器人在用（yòng）四条腿运动时明显（xiǎn）更快。同样地，动物从四条腿过（guò）渡到两条腿的过程中所（suǒ）看到的与可操（cāo）纵性有关的（de）好处（例（lì）如，南方古猿用手（shǒu）把（bǎ）食物（wù）送到嘴（zuǐ）里（lǐ）），对机器人来说（shuō）也是存在的。我们目（mù）前正（zhèng）在为前肢（zhī）开发一个「可变末端（duān）作用器」，以使这种四足机器（qì）人在站立、处理（lǐ）和操作物体时（shí）成为一个「双臂操作器」。

       IEEE Spectrum：你们为什么决定（dìng）采（cǎi）用这种特（tè）殊的系（xì）统来实现双足的转换？

       Andre Rosendo：我们注（zhù）意到，用固定的结（jié）构来（lái）调（diào）整四足（zú）机器人的后（hòu）腿是相（xiàng）当容易的，而且性能（néng）下降（jiàng）的幅度非常小。虽（suī）然（rán）没（méi）有主（zhǔ）动式结构那么美观（guān），但现在材料的进步让我们能够使（shǐ）用从腿部伸（shēn）出的小型碳纤维部件来模（mó）仿脚带来的相同的被（bèi）动稳定性（在腿部运动（dòng）中被称（chēng）为稳定多边形（xíng））。另一方面，主（zhǔ）动（dòng）伸缩系统会在腿上增加一个微小的马达，增（zēng）加腿在运动过程（chéng）中（zhōng）的惯性矩，对性能产（chǎn）生负面影（yǐng）响。

       IEEE Spectrum：这个系统的行走性能有（yǒu）什么（me）限制？

       Andre Rosendo：我们在模拟环境（jìng）中对机器人进（jìn）行了（le）训练，行走的步态在被迁移到现实世界后是稳定（dìng）的，尽管很缓（huǎn）慢。双足（zú）机器人的腿（tuǐ）部通常（cháng）有更多的自（zì）由（yóu）度，以允许更多动态的（de）和适应性的运动，但在我们的案例中（zhōng），我（wǒ）们专注于（yú）多模（mó）式方（fāng）面（miàn），以（yǐ）获得（dé）两个层面的好处（chù）：四足机器人的稳定性和速度以及双足机器人的灵活操作能力。

       IEEE Spectrum：你们下一（yī）步的工作是什么？

       Andre Rosendo：我（wǒ）们下（xià）一步（bù）将开发这个机器人（rén）的可操作性。更具体地说，我们一直在问自己一个问（wèn）题——「现（xiàn）在我们（men）可以站起来了，那么还可以做什（shí）么其（qí）他机器人做（zuò）不到的事情？」对此，我们已经（jīng）有了一些初步的结果，那就是爬（pá）到比机器人（rén）本（běn）身重心高的地方。在对（duì）前肢进行机械改造后，我们（men）将更好地评估可能需要双手同时操作（zuò）的复杂操作（zuò），这在目（mù）前的移动（dòng）机器人中是罕见（jiàn）的。