摘要：视频中，这只脚踏四轮的机器狗能在坑坑洼洼的山路上奔跑，迅速冲上50度的坎坷斜坡，轻易翻过80公分的石头，下坡时直接成直立姿态，甚至还能原地起跳翻个跟头。

不知你看这几天网上疯传的这段机器狗的视频没？

视频中，这只脚踏四轮的机器狗能在坑坑洼洼的山路上奔跑，迅速冲上50度的坎坷斜坡，轻易翻过80公分的石头，下坡时直接成直立姿态，甚至还能原地起跳翻个跟头。

就这水平，别说稳如老狗，简直就是人类健将水平！强得令人发指！

所谓机器狗其实就是四足机器人，最早的四足机器人是1968年由美国GE公司设计的Walking Truck，主要是用来给在崎岖地形下帮助步兵背东西。

这个Walking Truck有四条相同的机械腿，机械腿有三个自由度，能实现足端两个方向的转动和一个方向的移动，它的整体运动是通过人控制换向阀来操纵四肢实现的，各关节动力由液压伺服系统提供。

要说现在的四足机器人，那必然绕不开波士顿动力。其创始人马克·雷伯特早在1986年就开发出了第一台能够奔跑和行走的动态稳定四足机器人。

雷伯特最具开创性的是，在此之前，四足机器人多为静态稳定系统，大家都是先研究机器人的静态稳定，再切入动态系统，可雷伯特却反其道而行之，先解决机器人单腿的动态稳定问题，再逐步应用到多条腿的机器上。

2005年，波士顿动力的Big Dog面世，在宣传视频中，Big Dog 在装载着重物的情况下，人从其侧面的怎么踹都不会倒。

它之所以具备如此强大的能力，主要是因为参考了四足哺乳动物设计，单腿运动靠三个转动副和一个移动副来完成，整体结构拥有 12 或 16 个主动自由度，以内燃机为动力源驱动液压系统来完成。

在运动过程中，Big Dog通过安装在关节和足底等区域的传感器检测肢体状态信息，借助陀螺仪和惯性传感器监测躯体的平衡稳定信息，再通过激光雷达和立体视觉传感器，自主感知周边环境信息，进而在虚拟环境中构建地形模型，借助电脑进行路径规划。

尽管Big Dog的稳定性十分强，能在复杂地形中行走，还能空翻，但由于运行噪音过大、体积过大等问题，最终没有被美国军方投入使用。

随后几年，波士顿动力公司在 Big Dog 基础上又研制了LS3 、LittleDog、AlphaDog、Cheetah Robot、RHex Rough、WildCat等，其中 Cheetah 是世界上速度最快的机器人的记录，它的速度每小时超过48公里。

相比双足机器人，四足机器人的确具备较高的有效载荷与极强的平衡能力，也更利于控制、设计和维护，但它背后繁杂的技术要求和高昂制作成本，一度让它很难商业化落地。

在机器人布局近30年的波士顿动力，2019年宣布Spot四足机器人开始商业化，售价约53万人民币，原计划在2020年出货1000台，可直到10月底也才收到260份订单。

▲Spot四足机器人

所以在相当一段时间里，四足机器人都是叫好不叫座，直到来自MIT的Patrick Wensing和Benjamin Katz分别开源了两套方案之后，才有越来越多的企业入局。

之所以这么艰难，最主要是因为四足机器人面临着效率低下和稳定性弱两大难题。

要知道，机器人要想实现精准高效的控制，必须要有极强的环境感知，打个比方来说，四足机器人要是想下山，必须知道路面和自己的相对位置，在什么地形，每一脚踩在什么地方，用了多大的力。

只有获得了这些感知信息，才能在此基础上自主规划路线，调整姿态，这整个过程是实时动态的，而非预先设定的运动控制。

而且就机器人本身而言，有了环境感知信息，才能通过关节产生作用力，实现控制运动，这就是运动的环境反馈，这其中不但要感知位置关系，还有接触式感知，本来这两者融合起来就很难。

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来源：汽车花果山