全球跑得最快的机器狗有着哪些秘诀?
发布时间:2025-10-08
本文转自:杭州日报
最快速度10.9米每秒
全球跑得最快的机器狗有着哪些秘诀?
全球跑得最快的机器狗黑豹2.2来到数贸会。
记者 毛郅昊 文 步恩撒 摄
“我们的机器狗在结构设计上与宇树科技、云深处等公司的产品存在许多不同。”全球跑得最快的机器狗——黑豹2.2亮相数贸会,其最高速度可达10.9米/秒。在展会现场,参与研发黑豹2.2的浙江大学国际科创中心工程师兰国荣向记者揭示了这款“速度之王”的秘密。
仔细观察黑豹2.2可以发现:它的足底装上了鞋钉以获取更强的抓地力;“膝关节处”装上了弹簧;前腿的腿间距比后腿的腿间距宽不少;奔跑时它的前后腿是相向弯曲的。这些设计都是黑豹2.2能成为全球最快的关键。
其中,加装的弹簧帮助机器狗提速不少。“高速奔跑时,地面对‘膝关节’的反作用力是非常大的,这种力会减缓机器狗的奔跑速度。我们在‘膝关节’处加上弹簧,让它成为‘储能元件’,弹簧的伸缩不仅能减缓冲击,还能把冲击力储存起来,在反弹时释放出去,机器狗就能跑得更快。”兰国荣说,作为对比,在不加弹簧的情况下,机器狗在仿真环境下最快只能跑到8米/秒。
黑豹2.2的前腿间距比后腿的腿间距宽这一设计参考了滑雪姿势。“人们在滑雪时,两根滑雪杆撑在前面,两条腿在后面,杆之间的距离会比两条腿的间距宽不少。我们受这一姿势启发,让机器狗奔跑时更加稳定。”同时,兰国荣和他的同事参照了黑豹的形体,机器狗的前后肢从侧面看去,呈现X型——膝关节向身体内侧凹。
“机器狗跑不快,不只受到结构的限制,还受到算法的限制。我们自研了一套算法软件,在机器狗奔跑时能实现边跑边算。”兰国荣和他的同事们从力学的角度去分析,再延伸到算法层面,让机器狗能适时调整步伐大小等运动形态。
四足机器人领域是一个国家高端制造与人工智能、精密控制等集成能力的综合体现。当前,黑豹2.2的最快奔跑速度不仅已超过波士顿动力等国外名企的机器狗产品,处于世界领先地位,而且在百米竞赛时比人类还快。“按照现在的科研水平,机械产生的动力理应比人类腿部肌肉产生的动力强,然而,很多机器狗还跑不过人类。我们想研究清楚其中的原因,并希望继续冲击速度的极限,加快奔向未来。”兰国荣说。