四足機器人在行走時,其足部的設計對運動效率和能量消耗有著重要影響。傳統上,機器人專家傾向於使用剛性足部,因為這能簡化控制演算法並確保與地面的穩定接觸。然而,這種設計犧牲了足部吸收衝擊和儲存彈效能量的能力,導致機器人在移動過程中消耗更多能量。
為了探索柔性足部是否能帶來優勢,研究人員將足部柔順性整合到基於強化學習的運動控制器中。他們訓練了八種具有不同彈簧剛度的策略,並在模擬環境中評估每種策略的每米行走機械能耗。隨後,他們在實際開發的四足機器人上進行了實驗驗證。
結果令人鼓舞:當使用中等剛度的彈簧足部時,機器人的能耗比使用極硬或極軟彈簧時降低了約17%。模擬結果也呈現出類似趨勢。這表明,選擇適當的足部柔順性可以在不破壞機器人運動穩定性的前提下,顯著提高行走效率。
該研究為四足機器人的能效最佳化提供了新思路,未來可應用於搜尋救援、環境監測等需要長時間自主執行的場景。作者強調,剛度的選擇是關鍵,過高或過低都會抵消優勢。研究論文於2026年5月14日提交至arXiv,共29頁,包含7張圖表,並提供了補充影片連結。