选自Science Robotics

机器之心编译

参与：微胖、杜夏德、李泽南

早在今年夏天，机器之心的小伙伴们就得知 Science 要为机器人开个子刊 Science Robotics，为此我们眼巴巴地等了半年，今天终于亮相了。其社论提到，Science Robotics 的目标是推动机器人领域的发展以及不同研究应用领域的交叉发展，将机器人研究深深地根植于基础科学中。点击阅读原文可下载全部论文。

仅仅 50 年，机器人就已经从一个科幻主题变成了现代社会不可或缺的一部分。现在它们在工厂里随处可见，建造复杂的深海设备，探索人类无法到达的冰川世界，协助外科医生做手术...... 随着这些应用的发展，机器人研究社区也渴望着机器人研究能全球化，满足沟通所有领域的机器人研究的需求，在这样一个背景下，我们很自豪地宣布 Science Robotics 向所有研究者开放。欢迎你们向我们投稿。

————Science Robotics Editor 杨广中, 美国国家科学院主席 Marcia McNutt

　　从分子机器到大型系统，从外太空到深海探索，机器人变得无所不在，它们对人类生活和社会的影响越来越大。Science Robotics 覆盖了机器人设计、理论和应用领域的最重要的研究进展。Science Robotics 会促进新想法、一般原则和原创研发的沟通交流，其内容横跨多个领域（比如，医疗、工业、陆地、空中、太空、和服务）不同大小级别（纳米和大型）的机器人的重要新应用，j2直播，包括机器人系统中驱动、传感器、学习、控制、导航的基本原理。除了原创研究文章，本刊还将刊发评论，以及对影响机器人领域的现行政策、伦理和社会议题的意见和建议等等。

Science Robotics 的创刊号研究文章不多，但每篇都非常有趣，展示了机器人研究世界的各个方面。机器之心将您介绍创刊号中的 5 篇最新研究进展。

　　第一期地址：

一、单腿机器人轻松玩跑酷

Salto 这个单腿机器人可以轻松弹离墙面玩跑酷（一种极限运动）。在灾难场景中，比如救援或检查损失等，如此矫健的身手非常重要，因为它们都需要机器人在不平坦的地势环境中工作。

Salto 不是跳得最高的机器人。不过，较早的机器人需要过一段时间才能重新起跳。而 120 毫秒之后 Salto 就可以再次起跳，如此迅速足以连续弹跳多次，特别是通过墙面反弹跳得更高——这也是跑酷运动的一个小技巧。

加州伯克利的机械工程师 Duncan Haldane 说：「Salto 与墙面接触时，电机会给系统泵进更多能量。不仅仅是驱动机器人蹦离墙面。」

为了打造 Salto，Haldane 和他的合作者们从自然界最佳跳高运动员——一种小型的非洲灵长类动物夜猴（galago）那里获取灵感。起跳之前，夜猴会蹲伏，将力量上传到伸展的肌腱中。这样，较之单使用肌肉力量，这种机制能让加速度提升 15 倍多。多亏位于机器人电机和腿部之间的天然乳胶，Salto 才能成功模仿这种生物机制的壮举。

这款机器人的名字来自拉丁文 saltare，意思是「弹跳（jump）」，单腿伸直站立后约为 30 厘米高，单次起跳的最高高度达 1 米。由于还不能在三维环境中实现自我稳定，到目前为止，这款机器人仅能连续起跳两次。不过，Haldane 说未来的版本会解决这个问题。至于实际应用就更远一些了，研究人员表示，atv，一台有用的机器可能需要两条腿走路和跳跃。Haldane 团队的这份成果发表在了 12 月 6 日的 Science Robotics 上。

论文题目：通过系列弹性功率调制实现机器人垂直跳跃灵活性（Robotic vertical jumping agility via series-elastic power modulation）

摘要：从静止开始，几种树栖哺乳动物有能力迅速、重复垂直跳跃 2 米距离。我们用垂直跳跃敏捷性（vertical jumping agility）这个衡量标准来描绘这一行为特征。通过基础动力学关系，我们表明，这一灵活性衡量标准从根本上受限于制动器功率。尽管迅速高度跳跃是一重要表现特征，但是，站时控制力也是成熟行为的一个至关重要的特征。众所周知，夜猴这种具有最高垂直跳跃敏捷性的动物使用了一种功率——调制策略（a power-modulating strategy）来实现更高峰值功率（较之单独使用肌肉）。以前的机器人鲜有使用系列弹性致动调制（实现方式是将系列弹性致动与可变机制的优点结合起来），而且由于马达动力的限制，目前最好的机器人的垂直跳跃高度敏捷性也仅为夜猴的 55%。我们使用一种专门腿部机制（被设计用来提升能力调制）制造了一款弹跳机器人，它的垂直弹跳敏捷性是夜猴的 78%。我们证实，机器人从地面调至墙上然后从墙上跳开的净高度，要比单独一次跳跃的高度更高。结果表明，系列弹性功率调制这种致动机制能够让垂直敏捷性机器人成为一个分支。

二、本期其他四篇研究摘要