The M4 機器人：轉形在各種地形上滾行、飛行和步行
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概述：
如果你經常關注機器人相關的訊息，想必你一定遇到過輪式機器人和腿式機器人之間的辯論。為什麼倉庫應該選擇腿式 Digit 機器人而不是輪式 Locus 系統呢？近年來無人機的爆發式普及也引發了類似的辯論。而最近關於庫存自動化的興趣更是引發了運用無人機和輪子系統來解決高架貨架問題的辯論。通常，機器人的設計都是針對特定目的，這意味著它們在某一領域表現出色（希望是如此），但是對現有機器人進行新功能的教學卻是困難的。當一個硬體裝置存在固定約束時，軟體和人工智慧的應用僅能解決區域性問題。與此同時建造一個通用或多功能的機器人遠比想像的困難。因此機器人學家正在做他們經常做的事情：尋求自然給予的靈感。畢竟，動物和人類在需要適應的時候通常表現出色。
多模態移動機器人（M4）：
《自然》雜誌六月底發表了一篇論文，介紹了一種名為 M4 的多模態移動機器人系統，其中使用了各種生物的靈感。這個名字聽起來像是 80 年代晚期《忍者龜》的模仿品，雖然有點絕口不提，但我們之後將稱之為 M4。這篇論文詳細介紹了很多不同的生物靈感，包括使用鰭遊泳和行走的海獅，站在後腿上檢查危險的短尾狐獴以及依靠翅膀在斜坡上行走時保持平衡的 Chuck 鳥（對我來說是一種主要生活在亞洲和歐洲的山鷓鴣）。M4 的核心部分是由碳纖維和 3D 列印零件組成的可改變形狀的關節軀體，其中包括四個兼具四旋翼型態和輪子功能的旋翼機。
論文的作者寫道：“為了證實 M4 所聲稱的運動可塑性，我們進行了多次實驗，包括輪式運動、飛行、MIP（最小複雜性），蹲下、物體操作、四足行走、坡度上的助推 MIP 和跳過大障礙物。”此外“為了展示 M4 的設計是可擴充套件的，可以實現支援獨立操作的負載能力，我們使用 M4 上的感測器和電腦進行了全自主多模態路徑規劃測試。”團隊設定了需要 M4 實時適應的障礙物課程。特定形式完全基於地形，但其他因素也起作用。例如，在爬坡時，飛行是最簡單的方法，但它需要比滾動更多的動力。在這種情況下，該系統同時使用兩種模式：使用兩個輪子升降坡道，而兩個旋翼則協助移動（見：Chuck 鳥）。
討論與展望：
這是一個巧妙的設計，但在許多情況下可能有些過度。有很多工只需要輪子、旋翼或腿就可以常規執行。團隊指出，搜尋和救援任務（如地震和洪水後）可能是一個潛在的應用場景。根據論文說明，“在洪水等特殊事故的後果中，可能伴隨著其他導致地理環境破壞的事件。例如，颶風可能導致道路和建築物的洪水和風災一起出現。又或者，山體滑坡可能導致大型巖石質量沿斜坡移動，堵塞河流，產生洪水。在這些情況下，M4 可以利用其多功能性實現適應多樣化的搜尋和救援任務的動態效能。”
結論與建議：
M4 機器人的設計和靈感來源於大自然中不同生物的機能特點，有著很高的潛力應用。這種轉形機器人可以適應不同地形和任務需求，提供更大的靈活性和生產力。然而要將這種多模態移動系統應用於實際場景，還需要克服諸多技術難題。未來的研究應該集中在提高系統的智慧和自主性以及開發更有效的能源設計，以滿足長時間執行的需求。
關鍵詞：機器人、轉形、滾行、飛行、步行、地形適應
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