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來源：IEEE Spectrum
編譯：木華
加州大學伯克利分校有一款名叫Salto的跳躍機器人深受研究人員喜愛，因為它一年比一年變得更好！而且這些變化並不是漸進式的——這個小機器人的能力似乎已經突飛猛進。
在「Virtual ICRA 2020」大會上發布的最新版本中，Salto的表現令人印象深刻，因為它已經學會了如何準確無誤地在你指定的位置上停止跳躍。
正如我們所知，讓Salto停止跳躍而不破壞自身的最佳方法是有人在它彈跳到空中時瞅準時機，將它直接捉住。Salto在跳躍方面的表現一直很驚豔，但它並不擅長著陸，不過現在，看這個！
厲害吧！讓人感覺驚訝的是這個令人難以置信的動力小機器人是用極小的腳著陸的。在視頻中，你可以看到Salto在它的一維杆腳上著陸，但是根據ICRA論文，儘管它的推進器很難保持直立，但它也能夠用點腳著陸。
著陸過程的大部分工作是由機器人在半空中完成的，使用是與上次迭代相同的硬體，即一個旋轉的慣性尾翼加上一對螺旋槳推進器，以實現多軸穩定性。
儘管著陸令人印象深刻，這也只是這次變化的一半。正如你在視頻中看到的，另外一件變化是Salto可以更好地控制前進的方向，從而可以將跳轉目標定位在特定位置。
這種能力源於精確跳向目標點和平衡著陸的結合，它們使Salto可以更好控制下一跳，因為它有機會著陸並瞄準目標，而不是在跳躍時。這個機器人已經將與著陸目標的標準偏差從9釐米一直減少到1.6釐米，這意味著它能夠處理樹枝之類的小目標——我們迫不及待地想看到它的行動。
更多的詳細信息，IEEE Spectrum對主要作者Justin Yim進行了採訪。以下是IEEE Spectrum整理的訪談內容：
IEEE Spectrum：著陸困難在哪裡？為什麼Salto現在能著陸是件大事？
Justin Yim：當跳躍者以一定角度著陸，其下降運動可以轉化為大量的角動量。Salto的著陸角度必須非常準確，否則角動量會太大，以至於反作用於輪尾無法抵消。從1米（3英尺）高處降落，Salto如果要保持其著陸，它只能前後擺動約2.3度。體操運動員用雙腳併攏「著陸」面臨同樣的挑戰。如果他們的角動量錯誤，他們必須邁出一步來保持平衡。然而，只用一條腿（如Salto那樣）或者降落在狹窄的壁巖或橫梁上時，邁出一步並不可能。降落在壁架或橫梁上的人需要轉動雙臂，就像Salto反轉輪尾一樣。
現在Salto可以著陸了，它可以停止跳躍，站著不動了。Salto能夠花更多時間在站立狀態來準備它的下一跳，這樣它就能夠更準確地跳躍到狹窄的目標點。結合在狹窄支撐點上的固定著陸能力，我們希望這項研究讓像Salto一樣的機器人在像壁巖和樹枝這樣狹窄的立足點上跳來跳去。
IEEE Spectrum：某些早期版本中，Salto具有更大的腳，該論文提到此版本可以著陸在點腳上，但是杆腳更加穩定。你認為Salto的最佳腳部設計在未來會如何發展，特別是隨著它的能力增強和操作環境的多樣化？
Justin Yim：我認為設計巧妙的與地面接觸的足部結構是很重要的。我們開始時讓Salto用點腳彈跳，因為這是非常容易建模和控制的。只要不滑動或移動，一個點腳就像一個球窩關節一樣，而更複雜的腳會根據地面的形狀以不同的方式推動和扭轉。然而，由於只有一個觸點，一個點腳不能在地面上施加力矩來保持平衡，而且如果一個點很滑或者搖搖晃晃，它不能抓住地面的不同部分。目前，我們再次用點腳代替了杆腳，但是我們增加了兩個腳趾到Salto的腳上，這樣只有Salto蹲下時才能接觸地面。這種方式下，Salto可以在它的跳躍時運行它的點腳，不過在著落時，可以獲得杆腳的滾動力矩的好處。我們也在致力於其他被動腳部設計，以使它能夠在其他表面上運行。
加州大學伯克利分校的Salto現在可以更精確地控制前進的方向，從而可以將跳轉目標定位到特定位置。
IEEE Spectrum：動作捕捉對Salto的迭代有多大的影響?
Justin Yim：Salto可以在沒有動作捕捉的情況下跳躍和著陸，但是它更符合動作捕捉跟蹤。Salto不靠動作捕捉的操作就像蒙住眼睛在四周奔跑，你依然可以保持平衡，四處走動，但是這很難做到。我們發送給Salto的動作捕捉信息是它的速度和一些指令，以達到磁帶標記的順序精確跳躍。Salto現在能夠保持平衡而不需要任何動作捕捉信息。
IEEE Spectrum：Salto最初展示的是從一個垂直表面上跳下來——這是你想要回歸的能力嗎？
Justin Yim：我們想讓Salto回到垂直表面上彈跳！早期的飛行階段控制將很難做到足夠精確的跳躍，並以合適的角度撞擊牆壁。如果Salto跳入牆壁太遠，它將崩潰。如果跳入牆壁的距離不夠，它就會從牆上滑下去而不是從牆上跳下去。新的姿態–相平衡階段使Salto可以更精準得開始跳躍。你可能已經注意到，Salto最初使用姿態–相平衡階段的運動來指導它的早期牆跳。然而，那時候在新的平衡控制之前，我們必須非常小心得為每一個跳躍步驟手動調整Salto的運動。有了新的控制器，Salto可以更好得準確跳躍到我們想讓它去的地方，而不需要任何的調整。
IEEE Spectrum：該論文提出了未來工作的一些可能方向。你最興奮的是什麼？
Justin Yim：有許多令人興奮的方向!我最興奮的是做機器人以前不擅長的事情！這可能是在樹枝上跳躍，或者模仿其他動物會做但機器人很難做到的事情。
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