摘編：機器之心
導讀：Salto 機器人由 UC 伯克利的研究者首創於 2016 年，這隻跳躍機器人還沒有一隻腳大，但它可以跳到自己的三倍高度。而現在研究者使用了大量新技術武裝它，使它可以像蹦蹦蹺一樣跳躍，像一條靈活的狗狗那樣越過障礙。Salto 甚至可以在遙控器的控制下在戶外「散步」。
體格不如一隻腳的 Salto 機器人看起來像《星球大戰》中縮小版的帝國步行機。但是千萬不要被它的「嬌小體格」騙了，這隻小機器人可以跳得超高，高度可達它自身高度的三倍。
2016 年的 Salto 機器人單腿伸直站立後約為 30 釐米高，單次起跳的最高高度達 1 米。由於還不能在三維環境中實現自我穩定，當時這款機器人僅能連續起跳兩次。而最近更新後的新版 Salto 機器人可實現原地多次彈跳（如圖所示，彈跳次數可達到 100 次），單次起跳的高度可達 1.2 米。
2016 年，UC 伯克利的研究者首次展示了單腿機器人 Salto 的「高空飛行」能力，它可以輕鬆彈離牆面玩跑酷（一種極限運動）。現在，Salto 又有了新技能，可以像蹦蹦蹺一樣原地彈跳，還可以像靈活的狗狗一樣越過障礙物，它甚至可以在遙控器的控制下在校園內散步。
研究者希望 Salto 能夠推動小型敏捷機器人的發展，這類機器人可以在碎石路上跳躍行走，支援搜救行動。研究者將在 ICRA 2019 大會上展示 Salto 機器人的新技能。
「小型機器人可以做很多事，比如去大型機器人或人類無法活動的地方。假設在災難發生時，人類可能被困在碎石碎磚裡面，這時候它們就可以用於尋找受災的人，且不會對救援者造成危險，甚至會比沒有輔助工具的救援者更快。」UC 伯克利機器人學博士生 Justin Yim 表示，「我們希望 Salto 不僅體型小，還能夠跳得很高、很快，這樣它們就可以在困難的環境中也能行走自如了。」
Yim 和 UC 伯克利電氣工程和計算機科學教授 Ronald Fearing 合作進行該項目。Ronald Fearing 所在的仿生微系統實驗室（Biomimetic Millisystems Lab）致力於探索如何利用動物運動機制創建更加靈活的機器人。
該實驗室因構建受昆蟲啟發的機器人而聞名，這款機器人可以安全地爬過棘手的平面，這些平面要麼太光滑，要麼太粗糙，總之不適合有足機器人穿行。Salto（「saltatorial locomotion on terrain obstacles」的縮寫）表示「在地面障礙物上跳躍移動」，在設計這款機器人的過程中，Fearing 希望它能夠以跳躍的方式移動。
UC 伯克利機器人學博士生 Justin Yim 領導了 Salto 項目，通過複雜的控制軟件為 Salto 編程，從而讓它掌握複雜的動作。
Salto 有一條強大的腿，這條腿是根據嬰猴（又名塞內加爾叢猴）來建模的。嬰猴這種小型樹居靈長類動物的肌肉和肌腱儲存了很多能量，起跳之前，夜猴會蹲伏，將力量上傳到伸展的肌腱中。這樣，較之單使用肌肉力量，這種機制能讓加速度提升 15 倍多。而 Salto 機器人在機器人電機和腿部之間有天然乳膠，從而成功模仿這種生物機制。將一系列快速跳躍聯繫起來，Salto 也可以穿過複雜的地形（比如廢墟），而這些地形只有通過跳躍或飛行的方式才有可能穿過。
「與先積聚力量再跳起的螞蚱或蟋蟀不同，我們想找的是可以一直『跳跳跳跳跳』的機制。」Fearing 表示，「這樣我們的機器人就可以從一個地方跳到另一個地方，然後在我們可能無法停留的地方短暫著陸。」
三年前，Salto 的設計團隊展示了 Salto 如何跳躍，然後通過在牆壁上借力立即跳得更高，這使它成為世界上在垂直跳躍方面最靈活的機器人。之後，Yim 領導設計了複雜的控制系統，讓 Salto 掌握更加複雜的任務，比如在一個地方彈起、穿過有障礙物的路徑，以及跟蹤一個移動的目標。
Yim 還使用新技術武裝 Salto，使之能夠「感受」自己的身體，告訴它正在指向的角度以及腿部的彎曲。在還沒有這些能力的時候，Salto 是在伯克利工程建築的一個房間裡訓練的：運動捕捉攝像頭會追蹤它的角度和位置並將數據傳輸回計算機，計算機迅速處理數據並反饋給 Salto，告訴它如何調整角度進行下一次跳躍。
現在 Salto 能夠感知它自己的身體和動作，也可以自己進行這些計算。這樣 Yim 可以把它帶出去，用操縱桿和無線電控制器告訴它該去哪裡。
「動作捕捉非常有利於機器人在受控環境中準確地跳躍，它給了我們大量非常好的數據。但問題是，我們沒辦法帶它出去，在其它地方隨便跳躍，因為安裝動作捕捉攝像頭需要很長時間。」Yim 說道，「我們真的很希望把這個機器人帶出來，讓它到處『跳跳』。為此，我們需要 Salto 能夠計算它在哪兒、在做什麼，而這就靠它身體上的那臺計算機。」
Salto 現在可以在伯克利的校園裡「散步」，它成功地在人行道、磚瓦地和草地上移動。用來實現 Salto 這項能力的數學模型還可以泛化到其它類型機器人的運動控制中，Yim 表示。
他還表示，「通過理解這些力作用於 Salto 的方式，及其質量和大小，我們可以將這些理解延伸到其它系統上，從而據此構建其它機器人，比如體型更大或者更小的，形狀不同或重量不同的。」
未來，Fearing 希望繼續探索跳躍型機器人的更多可能性。
「Salto 是我們走向彈跳型機器人的第一步，」Fearing 表示，「我們可以拓展 Salto 的能力，比如讓它抓住樹枝來著陸和起跳。Salto 是從一個非常簡單的機制開始的，它只有一條腿。它為更復雜的機器人提供了基礎，這些機器人可以具有更高的動態性，而且能做大量彈跳。」
原文地址：https://news.berkeley.edu/2019/05/21/with-a-hop-a-skip-and-a-jump-high-flying-robot-masters-obstacles-with-ease/
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