本文轉自：生活報

生活報訊 （記者呂曉豔） 生活報記者從哈工程大學獲悉，憑藉足漿可變型關節和多模態驅動，機器人可在沙灘和水下智慧切換奔跑模式和遊動模式，完美解決了機器人在淺灘環境中敏捷遊動和快速奔跑的業界難題。這就是哈爾濱工程大學王剛副教授科研團隊的最新研究成果——足槳式多模態水陸兩棲機器人。日前，機器人領域國際頂級期刊《IEEE機器人學彙刊》線上發表了這一科研成果。

提出兩棲機器人的新思路

兩棲機器人的研究一直是機器人領域的熱點之一，為了在海陸兩種不同的介質中運動，大部分兩棲機器人既有輪子又有螺旋槳，但由於環境介質密度相差巨大，尤其在連線海洋和陸地的淺灘，浪流擾動劇烈，地面乾溼顆粒力學特性存在很大不同，這樣的構型不利於機器人敏捷運動。

而王剛團隊提出了一種足槳式多模態水陸兩棲機器人方案，為兩棲機器人方案設計提供了一種新的思路，實現了機器人在兩棲環境下的運動模態切換，降低了機器人系統的複雜程度。同時滿足水中、陸上兩種完全不同環境下對於敏捷運動的需求，解決了傳統方法將爬遊功能疊加造成的運動效能不敏捷、作業效率低的難題。世界上首次實現機器人既能在沙灘、海底高速奔跑，也能在水中敏捷遊動。

同類中運動速度最快

團隊研發的機器人並非實驗室的模型，無論是石地、草地、沙灘，還是水底、水中、水面，機器人都表現出了比同類機器人更優越的運動能力和負載能力，“體能測試”十分優異。與同類機器人相比，在已公開發表的研究成果中，該機器人在顆粒介質地面奔跑速度可達到4倍體長/秒，是目前同類型機器人中運動速度最快的。

大部分兩棲機器人下水後懸浮於水中，而該機器人入水後可直接沉入海底。在海底時，機器人遇到大面積水草、珊瑚礁，直接穿過必然會造成一定生態破壞，此時機器人由爬行狀態切換為遊動狀態，身體摺疊同時足槳驅動關節切換為高速轉動模式，形似空中的四旋翼構型，針對這個構型，團隊開發的控制演算法讓機器人實現了水中多自由度運動。

此外，藉助遊動模式，機器人可在運動水面附近接收定位與通訊訊號，對自己的位置資訊進行校準。

他們平均年齡26歲

這支機器人研發團隊十分年輕，除了王剛副教授，還有3名博士生和5名碩士生，團隊成員平均年齡只有26歲。

王剛老師表示，研究成果能夠在行業頂級期刊發表，代表了團隊的研究方向、制定研究思路、機器人的研製和試驗結果等方面獲得了業內認可，更有意義的是見證了參與研究的每位研究生同學的成長。

如今，這個僅有9人的團隊，從設計到裝配，從接線到除錯，從程式設計到試驗的各個流程都有“專家”。團隊成員馬鑫盟說：“王剛老師一直要求我們要從實際需求出發做科研，注重基礎理論研究，做好基礎理論與實際應用的結合，產出有實際意義的科研成果。”王剛老師表示，希望透過這篇論文起到一定的示範作用，在應用實踐中找到真問題，腳踏實地解決它，一定會有好的結果產出。