如果無人機長了腿會怎么樣？或者，長翅膀的雙足機器人呢？當然是要上天了！機器人技術飛速發(fā)展，無論是無人機還是雙足機器人都取得了巨大的進步。但橫在他們面前還有一些一直未被解決的問題。對無人機特別是多軸無人機來說，能耗一直是頭疼的大問題，特別是在懸停的時候需要耗費很多電能維持高度和姿態(tài)的穩(wěn)定。另一方面，對于足式機器人特別是雙足機器人來說，崎嶇的地面一直難以處理的情形，更別說跨越野外的深溝峽谷、高墻險阻了。甚至對于人類來說，在崎嶇不平的里面上走路都會崴了腳，摔倒連扶的地方的都沒有。那種能夠跨過山和大海的機器人，可以在復雜環(huán)境中自由穿行的機器人何時才能到來呢？

為了探索這個問題，加州理工航空機器人實驗室的研究人員將雙足機器人和無人機結合在了一起研發(fā)出了一款長了腿的無人機/長了翅膀的足式機器人(LEg ON Aerial Robotic DrOne,LEONARDO),它長下面這個樣子：

這個簡稱為leo的機器人身高不到兩尺有余，但形貌奇特。乍一看也許會覺得與雙足機器人很相似，但細看圖中箭頭處會發(fā)現(xiàn)在它的兩側各安裝了一對螺旋槳，為機器人提供額外的推力。它的足部關節(jié)電機與螺旋槳是協(xié)同工作實現(xiàn)閉環(huán)控制的，這意味著機器人可以同時依靠腿部和”翅膀”的推力保持平衡和位姿，不僅可以面對復雜路況，更可用高難度位姿輔助作業(yè)。由于使用了碳纖維材料整個機器人重量不足三公斤，兩側的螺旋槳有足夠的推力將機器人帶到空中。但研究人員的初衷并不只是讓機器人上天。

研究人員表示，這樣獨特的構造是為了結合雙足機器人和無人機的優(yōu)勢，互相彌補各自存在的不足。例如對于雙足機器人來說，彈跳能力是一種越過障礙的方式，在螺旋槳的助推下，可以讓機器人跳的更高更遠，在下落的時候也能更穩(wěn)定減小對于內部結構和關鍵的沖擊。在面對溝壑峽谷時，可以借助旋翼跨過曾經難以逾越的障礙。當踩到不平整的地面要摔倒時、額外的助力將幫助它站穩(wěn)腳跟不至于摔個腳朝天。同樣對于無人機來說，近地懸停是一個高難度且十分耗能的任務。但當它下面長了腿，起到支撐作用克服機體的重力就可以穩(wěn)穩(wěn)當當?shù)牡孛娓浇^測作業(yè)了。在野外特別是遍布峽谷溝壑的冰川、山地等地區(qū)，這種類型的機器人將會有很大的應用場景。但這種機器人并不是研究人員憑空想象出來的，它們其實借鑒了日常生活中最常見的動物來獲取靈感。也許你已經想到了，仿生的對象就是天空中自由飛翔的鳥兒！

它們可以再地面上步行覓食、也可以在天空之展翅翱翔、也可以邊蹦邊借助翅膀跨過障礙。這一研究的主要研究人員Alireza Ramezani從生物方面獲得了大量的啟發(fā)，并將這些思想用于機器人的開發(fā)實踐中。2017年一款十分優(yōu)秀的仿生蝙蝠也是這位Ramezani的作品，模仿蝙蝠的構造實現(xiàn)了極其靈活的飛行，并登上了Science Robotics的封面。

不過這并不是唯一一個長腳的飛行機器人。東京大學的研究人員在去年就發(fā)布過一款類似的稱為Aerial-Biped機器人，但這一機器人主要的目的在于增強機器人的物理表現(xiàn)能力，通過新穎的步態(tài)軌跡規(guī)劃方法實現(xiàn)更好的交互運動。和上面的機器人比起來它的腿還沒有那么粗壯。

UCLA在更早的2016年還推出過一個名為BALLU的機器人，簡單來說在氣球下加了兩條腿。也是借用了氣球的浮力克服重力，實現(xiàn)更靈活的控制。由于沒有負重它就避免了一系列雙足機器人的傾倒問題。

克服重力的影響確實為機器人的控制帶來了一系列優(yōu)勢。

除了旋翼，固定翼飛機也不示弱。15年洛桑理工也提出了一款可以用翅膀走路的固定翼無人機DALER，對于固定翼飛機來拓展了在狹小空間工作的能力，真正實現(xiàn)天上飛地下跑了。

這也許預示著機器人的發(fā)展方向，多功能全方位的機器人通過全面的運動能力將不斷擴大適用范圍和應用領域。未來的機器人將結合多種運動方式協(xié)同工作，共同克服實用過程中面臨的諸多挑戰(zhàn)，成為能飛能跑、能下水能鉆洞的全能選手。