四足、受狗启发的机器人近年来在科学家和急救人员中越来越受欢迎，因为它们能够快速安全地在人类危险或无法进入的区域中行动。其中一些机器人，如 波士顿动力公司的 Spot，可以使用大型爪子和其他附件与周围世界互动。但这些额外的肢体并不总是理想的，因为它们会增加重量并占用额外空间，这两者都可能限制机器狗在狭窄通道中的有效性。
瑞士苏黎世联邦理工学院机器人系统实验室的研究人员试图通过训练他们自己的机器人狗使用一条腿来完成开门和移动物体等任务，同时依靠其他三条腿行走和保持平衡来解决这一难题。在一篇 最近发布的论文 记录了他们的发现 中，研究人员表示，他们认为这种新颖的肢体使用方式有一天可以为太空探索和其他对重量和机械空间要求苛刻的场景提供帮助。
机器人狗是如何使用它的腿的？
研究人员使用强化学习模型来教这款机器人狗（一款由 ANYbotic 公司制造的 ANYmal 模型）完成一系列需要操纵环境的任务。当机器人将右前肢放到所需位置时，模型会获得积极的奖励。相反，当机器人进行生硬、可能不安全的动作时，模型会受到负面奖励。然后，机器人学会利用其余三条腿来保持平衡和移动。研究人员可以通过遥控器上的操纵杆来移动机器人。
实验照片显示，机器人抬起前肢，将其放在门把手旁边，然后转移重心将其打开。讽刺的是，这种动作与一只毛茸茸的活狗抬腿在消防栓上撒尿的动作并无太大区别。在其他地方，可以看到机器人将背包带绕在前肢上，然后将背包提起并放入塑料容器中。研究人员还尝试在腿部末端安装了一个类似爪子的夹持器，这使得机器人能够成功抓取并收集岩石样本。机器人还可以使用其手臂移开小型障碍物，并按下难以够到的按钮。
研究人员在论文中 写道：“我们的工作表明，仅通过四足机器人的‘足部操作’（pedipulation）就可以解决许多操作任务。这一见解将对未来移动式足式机械臂的设计和控制工作具有指导意义。”
研究人员在不规则的地形上训练了机器人，以确保它即使在面对现实世界中可能遇到的不理想情况时也能保持平衡。为了测试机器人的平衡能力，研究人员将其放在几乎没有摩擦力的光滑白板上，并让它尝试完成任务。它滑了一下，但没有摔倒。
这款三条腿的机器人狗如何有用
尽管这款三条腿的机器狗并不一定像其他带有可附加爪子的型号那样有效，但研究人员认为它的真正优势在于其简单性。通过放弃任何额外的爪子或工具，研究人员让他们的机器人避免了增加不必要的机械复杂性。这种方法还减轻了重量，并可能降低能耗，这两者在太空探索或远程搜索救援任务中可能特别有用。
目前，四足机器人在操纵环境方面的普遍能力不足，意味着它们只能执行检查和监视任务。然而，苏黎世联邦理工学院研究人员的发现预示着一个未来，这些机器人可以利用人工智能模型了解周围的世界，并使用它们的肢体与物体互动并完成更复杂的任务。
