近期，華南理工大學(xué)的一支科研團(tuán)隊(duì)在仿生機(jī)器人領(lǐng)域取得了突破性進(jìn)展，他們成功打造了一款名為“兩棲機(jī)器狗”（ARD）的創(chuàng)新機(jī)器人。這款機(jī)器人由李云泉教授和陳曄教授領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)共同完成，能夠在陸地和水中自如穿梭。
ARD的設(shè)計(jì)精巧，其尺寸為長(zhǎng)300毫米、寬100毫米，重量控制在2.25公斤，整體構(gòu)造模仿了真實(shí)犬類的體態(tài)特征。在陸地上，它通過(guò)獨(dú)特的雙關(guān)節(jié)腿部結(jié)構(gòu)，以小跑步態(tài)行進(jìn)，最高速度可達(dá)每秒1.2倍體長(zhǎng)。而在水下，ARD同樣表現(xiàn)出色，游泳速度能達(dá)到每秒0.54倍體長(zhǎng)，這一速度大約是真實(shí)犬類狗刨式游泳速度的40%。
為了實(shí)現(xiàn)ARD在水陸兩棲環(huán)境中的高效運(yùn)動(dòng)，研發(fā)團(tuán)隊(duì)在防水性、浮力控制以及重心與浮力中心的相對(duì)位置等方面進(jìn)行了大量?jī)?yōu)化。他們測(cè)試了三種不同的游泳步態(tài)，包括兩種模擬狗刨動(dòng)作的“橫向順序劃槳步態(tài)”（LSPG）和一種基于對(duì)角線雙腿協(xié)同動(dòng)作的“小跑式劃水步態(tài)”（TLPG）。
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明，在三種步態(tài)中，LSPG模式中的33%比例步態(tài)表現(xiàn)最佳，游泳速度達(dá)到每秒0.54倍體長(zhǎng)。而TLPG步態(tài)雖然速度稍遜一籌，但在運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性方面表現(xiàn)最優(yōu)。
據(jù)研究團(tuán)隊(duì)介紹，ARD的成功研制離不開(kāi)先進(jìn)的仿生軌跡規(guī)劃技術(shù)。這一技術(shù)能夠精確模擬真實(shí)犬類的自然運(yùn)動(dòng)方式，使得ARD在陸地和水中的表現(xiàn)都極為出色。這一研發(fā)成果不僅為水陸兩棲機(jī)器人的發(fā)展提供了新的方向，還在搜救、環(huán)境監(jiān)測(cè)等多個(gè)領(lǐng)域展現(xiàn)出廣闊的應(yīng)用前景。
