新型仿生机器人可以飞行、滚动、行走等多种动作

这款新型机器人被称为 M4（多模式移动变形机器人），可以用四个轮子滚动，将轮子变成转子并飞行，像猫鼬一样站在两个轮子上越过障碍物，用轮子像脚一样“行走”，使用两个转子帮助它在两个轮子上滚动陡坡、翻滚等等。

航空和仿生工程汉斯·W·利普曼教授 Mory Gharib（83 年博士）表示，具有如此广泛功能的机器人的应用范围从将伤员运送到医院到探索其他行星。加州理工学院自主系统与技术中心(CAST)主任，该机器人就是在该中心开发的。

M4 是东北大学电气和计算机工程助理教授 Gharib 和 Alireza Ramezani 的创意。支持 M4 技术方面的团队包括加州理工学院航空航天博士后研究员 Eric Sihite；Reza Nemovi，CAST 设计工程师；和来自喷气推进实验室的阿拉什·卡兰塔里（Arash Kalantari），喷气推进实验室由加州理工学院为美国宇航局管理。6 月 27 日， 《自然通讯》发表了一篇宣布这款新机器人的论文。

“我们的目标是通过设计一个系统来突破机器人运动的界限，该系统通过各种不同的运动模式展示非凡的移动能力。M4 项目成功实现了这些目标，”《自然通讯》论文的通讯作者 Ramezani说。

机器人的运动灵活性与人工智能相结合，使其能够根据前方的地形选择最有效的运动形式。想象一下 M4 探索一个陌生的环境：它可能会以四轮滚动开始，这是其最节能的模式。当到达巨石之类的障碍物时，它可以站在两个轮子上，俯瞰障碍物，从而更清楚地了解前方的地面情况。然后，如果它看到峡谷或轮式机器人无法穿越的其他特征，它可以将轮子重新配置为转子，飞过峡谷到另一边，然后继续滚动。

《自然通讯》论文的合著者加里布说：“当遇到未知环境时，只有能够在人工智能的帮助下重新调整多模式组件用途的机器人才能取得成功。”

M4 的主要特点之一是它能够将其附件重新调整为轮子、腿或推进器。当 M4 需要用两个轮子站立时，四个轮子中的两个会折叠起来，并且它们的嵌入式螺旋桨向上旋转，为机器人提供平衡。当M4需要飞行时，四个轮子全部折叠起来，螺旋桨将机器人抬离地面。

轮组件上的关节允许 M4 执行行走运动。在 M4 当前的迭代中，行走动作主要是概念验证。然而，随着预期的进步，未来的 M4 一代可能具备有效地行走在轮式机器人难以行走的破碎地形的能力。

M4 的设计深受大自然的影响：例如，Gharib 和他的同事的灵感来自于 chukar 鸟（鹧鸪的一种）在爬上陡坡时如何利用拍打翅膀来获得杠杆作用，以及海狮如何利用翅膀来获得杠杆作用。他们的脚蹼可以在海上和陆地上进行不同类型的运动。尽管生物学家之前已经报道过此类从动物界重新利用附肢的例子，但它们所阐述的概念现在才在工程领域进行探索。

M4 配备了自主功能，可以自行决定如何最好地穿越复杂的环境。该机器人还在户外进行了测试，并在加州理工学院校园的地形上进行了导航。

自然通讯论文的标题是“多模态移动形态机器人（M4），一个检查附属物重新利用以增强运动可塑性的平台”。这项研究由喷气推进实验室和国家科学基金会资助。