无人机长出腿：走路、飞行无缝切换，还能玩滑板、走钢丝

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作为新时代的“高端玩具”，无人机这几年来是越来越受到大众欢迎。当然，用途也是越来越不正经，甚至都有人专门用它来搞恶作剧！

瞧，挂上面具和衣服，马上就能假扮把人吓尿的幽灵。

不过现在，有一种无人机可能更方便恶作剧了...

它就是加州理工大学最近研发出来的双足无人机，名叫 Leonardo。

跟其他规规矩矩的无人机不同，这家伙已经化为了”人形“，一双大长腿尤其吸睛。

注意，这大长腿可不是什么装饰品！

当 Leonardo 从空中落地后，它就可以靠这双腿继续在地面步行，空陆之间无缝切换。

看着还有种外星人的既视感...

要知道，让双足机器人平稳行走可是一个不小的挑战，更别说这么细的腿了，Leonardo 是怎么做到的呢？

其实原理很简单，就是靠4个安装在肩膀位置的螺旋桨。

它们除了用于飞行以外，还可以在行走时继续以较小的转速转动，帮助两条机械腿稳住重心保持平衡。

即使在强风下，Leonardo 也能继续保持前进的步伐。

甚至稳到能溜滑板！能走钢丝！平衡性比人还恐怖~

这要是穿上衣服用来吓人的话，效果绝对拔群~

但好在，吓人并不是 Leonardo 的用途。

研究人员希望它可以执行一些普通无人机难以完成的任务，比如检修高压线路。

普通无人机在执行这种高空任务时往往会受到气流变化影响，而带腿的 Leonardo 就没有这种困扰。

毕竟人家不需要悬空检测嘛~

它可以像鸟类一样站在电线上，甚至是沿着电线移动，检修线路时不仅更安全，还能更细致！

灵感来自鸟类

论文的通讯作者，加州理工Soon-Jo Chung介绍到Leonardo的设计灵感来自鸟类在电线之间移动跳跃的方式。

机器人要向鸟类学习的是在飞行和行走模式之间的正确切换。

Leonardo在飞行时保持一个平滑的轨迹，到达着陆点时要把飞行速度调整到着陆后的行走速度一致。

这样一只脚着陆后切换到走路模式，就可以沿着相同的速度平稳地继续行走。

这些控制由机器人身上搭载的状态机电路和脚上的传感器来完成。

另外想要飞起来必须做到重量轻，Leonardo主要部分由碳纤维材质组成，身高0.75米，重量只有2.58千克。

控制腿运动的是集成式直流无刷电机，装在靠近腰部的位置，这样可以减少腿的惯性。

脚尖部分是半球形的聚氨酯橡胶，这种材料摩擦系数很高可以防止滑倒。

高跟鞋的设计也是为了尽可能减少面积和重量，同时在站立不动的时候能保持稳定。

手臂上则是4个倾斜螺旋桨推进器，在不飞行的时候也可以靠推力承担一部分机身的重量，能从任意方向控制机器人姿态。

这样的轻便设计也付出了很多代价，比如行走的效率很低。

行走时总共544瓦特的功率中，有445瓦特用于控制平衡的螺旋桨推进器，双腿和其他电子设备加起来只消耗99瓦特。

用衡量运动时能耗的CoT指标 (Cost of Transportation)来表示的话，Leonardo以每秒20厘米速度行走时的CoT值是108，3米每秒速度飞行时CoT值可降至15。

对比人类用的生物能源CoT值则远小于1，波士顿动力的双足机器人行走时CoT值在20左右。

目前，Leonardo身上背的电池只能维持它进行100秒飞行或3.5分钟行走。

对此，研究人员解释到效率优化目前还不是优先级最高的任务，打算先把该有的功能都实现再考虑。

要真正去完成工作，还需要把Leonardo的螺旋桨短臂扩展成真正的手臂，以及用视觉算法和机器学习来增加机器人的自主性。

研究人员计划下次再做展示时要造出两个Leonardo机器人，然后让他们对打羽毛球和网球。

这样一个机器人要是飞起来扣球，想想还挺刺激的。

研究团队目前正准备开发第二代的 Leonardo。

不仅能走得更稳更节能，而且还讲搭载工智能算法，让它可以在路程中自己决定什么时候飞行什么时候步行。

到那时应该也可以量产上市了。

只不过比起高空作业工具，我觉得这玩意上市后，还是被当成玩具的可能性比较大，你觉得呢？

来源：最黑科技等网络内容综合

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