四、六条腿的“马”

自然界中,马都是四条腿,没有六条腿。但是,在机器人王国中,人们制造出四条腿的机器马,也制造出六条腿的“马”。

两条腿走路的机器人,走路中容易摔倒,采用四条腿或六条腿不就很容易保证在行走中不会摔倒了吗?

1969 年,美国著名的通用电气公司制造一种机器马,它有四条腿。马背的驾驶台上可以坐一个人,进行操纵。当操纵人的手、腿动作时,就传到机器马身上,不过力量大了好多倍,使马的四条腿动作。它的行走速度比人快一倍,它的前足可以拿起 200 多公斤的重物。

这种四脚马,当然不能说是属于第二代机器人,只能算是一种“主从操作机器人”。操纵者是“主人”,而机器马是奴隶,是听操纵者的操纵而动作,所以是“从动者”。

发展带脚的机器人,有多少只脚最好呢?有的科学家认为应当像多足的蜈蚣,有的则认为应当是像人一样。前苏联科学院、莫斯科罗蒙诺希夫大学和列宁格勒航空仪表学院联合研究的机器人,却采用了像蟑螂一样,用 6 条腿行走,并取名叫“沙马”。

前苏联科学家为什么要选择“六条腿”的机器人呢?这是因为,两条腿的机器人要找好它的重心,保持各种动作时(两条腿中只要抬起一条腿就只剩下一条腿了)的平衡,相当困难;四条腿当然比两条腿要平稳得多,而六条腿比四条腿的平稳系数又要大些。那么,又为什么不是腿越多越好呢?这是因为,机器人的每一个动作都是由人为它设计并被控制装置所操作的,腿多了,要使它们彼此间保持协调一致的动作,就不是轻而易举的事情了。

这六条腿的机器人,从侧面看过去有点像汽车车身。它的头部装有电脑、和“光眼”。“光眼”是一种光学测距仪,用来探测地形。在它的舱室内装有平衡器官,是一种叫做“陀螺水平仪”的仪器,它能测出自己身体与水平线倾斜多少度。它的尾巴是一把铲子。

沙马有六条腿,走路的确很平稳。它走路方式有三种:第一种是“顺序式”,先迈前面的第一对腿(其他四只脚支持本身重量),之后再迈中间的第二对脚,最后迈第三对脚。第二种是“对角式”走路,先迈第一对的左脚和第三对的右脚,再迈第二对的左脚和第二对的右脚,最后迈第三对左脚和第一对的右脚。第三种是采用蟑螂常用的爬行方式,称为“三角式”,先迈第一对的左脚、第二对的右脚和第三对的左脚,再后迈第一对的右脚、第二对的左脚和第三对的右脚。

若是负重物太重,它就用“顺序式”走路;若是负重不大,但是为了行走速度快,它就采用“三角式”行走。

沙马一般的行走速度是每小时 5 公里,和人的步行速度差不多。

沙马能登楼跨沟,能爬斜坡。它的用途极广,可以当作推土机,挖掘机, 吊车和轮渡,也可以进行钻孔、越野,或者担任自动装卸车的角色。

这种沙马机器人真是有点不同凡响。

90 年代初期,国外还研制出四条腿走路的机器人,前后腿分别组成对, 向前迈进,就像狂奔;若是前后腿对角组成对,向前迈进,就像颠驰;若是同侧前后腿组成对,动作就像溜蹄。这种机器人跑起来有点像矮脚马,行动很自由。

四脚马或六脚马,动作控制是比较复杂的,关键是保证各只脚相互协调动作。足越多,控制越复杂,但是在特殊情况下多足机器人有特殊功能,如在球内壁,罐状内部行走工作,则用蜘蛛式机器人更为合适,它可以代替人自动进行工作。