新型类生物四足机器人实现多种生态转换

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9月6日，记者从南方科技大学了解到，南科大机械与能源工程系博士唐昭，英国皇家工程院院士、南科大讲席教授戴建生有关类生物变胞机器人期刊文章获评国际著名期刊《ASME机构学与机器人学技术期刊》2022年“最佳期刊论文奖”，以表彰该篇期刊论文对机构学与机器人学领域的杰出贡献。

据了解，论文提出的一种新型类生物机器人——变胞机器人Origaker，是一种基于空间变胞机构的类生物四足机器人。该机器人能够在不需要拆卸和重新组装的情况下，实现爬行动物、节肢动物和哺乳动物等不同生物形式的转换。

通过变胞机构与四足机器人的结合，Origaker实现了躯干结构在垂直和水平两个方向上的旋转，实现了躯干机构的不同变化，改变了躯干和腿部之间的位置关系，完成了不同类生物体的躯体转化与进化，演示了进化机器人的奇妙结构演变与多态性以及多功能性。

此外，该论文还展示了一系列全新步态和运动策略，如快速旋转步态、爬楼梯步态、跌倒后自我恢复、折叠收缩、穿越狭窄通道和直角弯道瞬间改变前进方向等。通过理论分析和实验测试，研究证明Origaker可以进行多种生态转换。在爬行类生物形态下，具有良好的全方向移动性能；在节肢类生物形态下，比较适合翻越垂直方向上的障碍；在哺乳类类生物形态下，可以穿过比较狭窄的一些通道。

通过重构和躯干-腿的协调并用，Origaker将自然界中三种不同足式动物的运动特性集于一身，提高了机器人的运动速度、稳定性及对复杂地形的适应能力。Origaker的设计和功能使得它在应对各种环境和任务时具有极大的灵活性和适应性。

这一国际领先研究的成果为未来开发更先进的下一代类生物变胞机器人特别是结构智能进化机器人及智能控制算法奠定了雄厚的基础。

相关论文信息：https://doi.org/10.1115/1.4054408