一路“闯关”，“网红”机器人翻个“筋斗”有多难？

不就是机器人翻个“筋斗”，这还能有多难?不过，后空翻毕竟是个难度极高的动作，常人不易做到，就是体操运动员也要训练多时才能完成。

此次进军“体操”界的机器人“阿特拉斯”，本身就是个“膘肥体壮”的大型双足机器人，除在移动过程中要保持平衡外，还需要用双腿来平衡体积庞大的上半身。为完成“后空翻”这个看似不可能完成的任务，“阿特拉斯”从起跳、空翻到平稳着地，整个过程需要手、脚、腰同时运动。它的“大脑”必须通过数学公式预先精确计算好各个部位的运动线路、方向和角度，然后机械地控制起、转和落地。

万事开头难。就起跳而言，“阿特拉斯”需要提前对整个过程进行精确规划。更重要的是，“阿特拉斯”要有强劲有力的双腿，如果力量不够大，就不能给翻转留出足够的时间，更谈不上后续的动态调整。“阿特拉斯”目前已经配备了内置驱动电池，通过有效的电量管理，可在瞬间爆发出惊人的巨大能量。

其实，空中翻转过程才是真正“见功夫”的动作。“阿特拉斯”是一个多自由度、多刚体的机器人系统，姿态的精准控制异常复杂，需要机器人体内各类姿态传感器实时回传状态参数。通过汇聚来自“身体”各个部位的姿态信息，它的“运动中枢”才能根据算法进行控制决策，不断优化各个部位的参数指标。在空中的“阿特拉斯”处于抛物线运动状态，必须通过随时改变姿态在落地前找准“亮相”的最佳姿势。

即便一路“闯关”，“阿特拉斯”要想“平安着陆”也远没有想象的那么简单。落地过程中需要应对冲击处理和保持平衡，无论是何种接触面，“阿特拉斯”在与地面接触的瞬间都将受到巨大的接触撞击。此时要利用液压伺服控制系统，来有效减轻瞬间冲击力。“阿特拉斯”的脚部也会安装多维力传感器，对脚的受力状态进行辅助控制。同时，落地一瞬间“阿特拉斯”的“关节”位置上移或下移一点，都有可能导致重心不稳而摔倒，这对精准控制提出了更高要求。

“男一号”展示新技能

说起军用机器人，我们的第一反应就是轮式或履带式，配备有机械手和传感器的笨拙机器。在《机械公敌》《终结者》这些科幻电影中，机器人已被描绘成双腿站立的“钢铁勇士”。如今，以人形机器人为代表的腿足机器人正走上发展完善的“快车道”，而“阿特拉斯”正是其中的佼佼者。

通过不断改进升级，“阿特拉斯”可以“走路”穿越各种地形，攀爬并扛起重物，手部还能完成开门和抓取物体的动作。通过身上搭载的激光雷达和各类传感器，这家伙还拥有避障和识别物体的能力。研究人员曾经让“阿特拉斯”在一块2厘米宽的木板上“金鸡独立”，它竟然成功坚持了20多秒。如今，“阿特拉斯”再次解锁新技能，除可实现漂亮的后空翻外，它还变得更加轻便灵巧。即便是后空翻失误摔倒了，它也能自己爬起来。

在“阿特拉斯”成为“网红”之前，还有一款腿足机器人因酷似“木牛流马”而引发广泛关注，那就是“大狗”机器人。“大狗”的真名为“步兵班组支援系统”，是由波士顿动力公司与美国国防部高级研究计划局共同研制的产品。“大狗”体重109千克，奔跑速度可达6.4公里/小时，最大爬坡度35度。与其说“大狗”是一只机器“狗”，还不如说它是一只机器“骡子”。“大狗”主要模仿四足动物，在地形复杂的战场上运送物资，能够携带辎重在崎岖不平的山路上行走30公里。不过，看起来不错的“大狗”被送到阿富汗前线后，使用起来声音大，隐蔽性差，且在战场上难以修理，并没有被正式列装到美军作战部队。

“机器战士”或将现身未来战场

早在阿富汗战场和伊拉克战场上，美军的军用机器人就已经大显身手。但这些机器人多是轮式或履带式，越障能力差、地形适应能力不强。

以“阿特拉斯”为代表的机器人能站立、行走和奔跑，有可能改变未来战争模式，把整个战场搅个“翻江倒海”。早在2015年初，俄罗斯总统普京就曾参观过同样“聪明灵巧”的人形作战机器人，这个机器人甚至还能骑摩托车。这些已经具备执行侦察监视、警戒执勤和精确打击等作战能力的军用机器人，或将在未来战场上演惊心动魄的机器人大战。

未来战场情况复杂多变，“阿特拉斯”等机器人在山地作战和城市作战中，更能发挥出其机动灵活的特性，达到更好的作战效果。美国国防部资助的“壁虎”(Rise)机器人，就有6条电动马达驱动的机械腿，爬树或翻墙都不在话下，目标直指特种侦察。就连“大狗”等腿足机器人未来也不仅仅只是个“驮夫”，还能加装武器和防护装甲，成为步兵火力支援平台，更好地协同人类作战。

其实，耗费心血研发“阿特拉斯”，人们更是在为自己找寻一件“铁甲战衣”。美国国防部早就利用同类技术研制可绑在士兵腿上的“机器腿”，也被称作外骨骼增强器。这种“机器腿”能让单兵背负物资重量大幅提升，还能减轻长期负重的疲劳，加快行军速度，将每名士兵变身为“机器战士”。

通过对“阿特拉斯”手脚活动能力的“参悟”，人们还将开发出更加神奇的“机械手”。目前，拥有机械手的人形机器人已经能够进入危险环境中作业，在处理核事故、爆炸物等领域具有广阔 的应用前景。

当然，“阿特拉斯”的“从军路”依旧布满荆棘。一般而言，机器人在完成同等任务时的能量消耗超过人类的100倍，续航能力存在一定缺陷。此外，机器人的精准操控和平衡问题是尚未完全解决的技术难题，仍有待完善和发展。责编：黄子娟、李楠楠