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编者按：腿部机器人能够跟随部队在极其困难的地形上进行长途跋涉。在我们的关于腿部机器人的系列文章中，《大众科学在线》探讨了这项技术带来的挑战，以及DARPA的两个项目——“大狗”和“小狗”——这两个项目都显示出了巨大的潜力。
美国宇航局（NASA）拥有可以在数亿英里之外的火星表面上行走的机器人，同时矿山救援人员也部署了可以在地表数百英尺以下的洞穴中攀爬的模型。然而，美国军方正在寻找一种更实用，但实现难度更大的机电伙伴：一种可以与部队并肩行走，在没有任何帮助的情况下携带物资穿越任何地形，并且不会翻倒的四足机器人。
随着美国军队在伊拉克和阿富汗崎岖的地形上大规模部署（并且没有迹象表明会很快撤回），美国国防高级研究计划局（DARPA）希望在年底前拥有其备受期待的“大狗”的改进版本，这是一款由波士顿动力公司开发的自主机器人。
DARPA信息处理技术和战术技术办公室的项目经理罗伯特·曼德尔鲍姆表示，腿部机器人使军队无需修建道路，并且可以像驮骡一样穿越崎岖地区。曼德尔鲍姆负责该机构的生物机器人项目，其中包括“大狗”。他指出：“我们现在参与的一些战争恰好发生在那种地形中。”
“大狗”由汽油发动机提供动力，驱动液压驱动系统（使用液体和压力来移动机器人的腿），它是一个3.3乘2.3英尺（1乘0.7米）、165磅（75公斤）的机器人，依靠四条腿设计，就像四足动物的腿一样。它的设计允许它吸收冲击力，并从一步到下一步回收能量。这款机器人有时看起来像两个人抬着翻过来的木筏走路，它有一个控制运动的机载计算机，以及管理腿部位置的小型伺服电机，这些电机使用从各种传感器接收到的数据。这些传感器告诉设备其关节在哪里以及它们在做什么，它与地面接触的位置，并允许立体视觉。
该机器人还有一个陀螺仪，它使用激光精确测量其方向的变化。其他传感器监测其液压、油温、发动机温度、转速（每分钟转数）和电池电量。“大狗”拥有一个出色的控制机制，不仅可以保持平衡，还可以在一些相当崎岖的地形上移动，”卡内基梅隆大学机器人研究所的研究教授桑吉夫·辛格说，他曾在2005年和2006年与波士顿动力公司合作开发“大狗”的计算机视觉系统。
下一步
“大狗”的工作始于2002年，是DARPA生物机器人项目的一部分，该项目同年启动，当时称为“生物动力学”（受生物启发的多元功能动态机器人）。曼德尔鲍姆说：“我们的想法是借鉴自然界，以及自然界如何解决不同的机器人问题。”2005年，该机构资助开发了“大狗”的“迷你版”，名为“小狗”，这是一款更小的自主四足机器人，尺寸为11.8乘7.1英寸（30乘18厘米），高5.5英寸（14厘米），重4.9磅（2.2公斤）。“小狗”是该机构学习运动计划的一部分，该计划旨在开发帮助机器人在不熟悉的环境中操作的学习算法。除了尺寸差异外，两款机器人的不同之处在于，“大狗”像盲人一样蹒跚而行，而“小狗”则被编程为识别周围的地形。（有关“小狗”的更多信息，请阅读《DARPA通过腿部“小狗”机器人推动机器学习》。）
“大狗”现在处于开发的第三阶段，将持续到2008年底。波士顿动力公司正在努力向DARPA证明，该机器人可以在类似于弗吉尼亚州匡蒂科海军陆战队基地一条五英里（八公里）小径的地形上携带军事有效载荷。这条小径地面上有洞、陡坡和其他障碍，成功穿越（同时装载着海军陆战队通常携带的各种设备）将向军方证明该机器人正在朝着正确的方向发展。曼德尔鲍姆预计，到9月份，他将看到“大狗”的进展演示（以及他的机构迄今为止在技术方面投入的2400万美元的价值）。
由于波士顿动力公司网站和YouTube上提供的几个视频，“大狗”在网上已经成为一个名人。它甚至催生了一个恶搞视频，视频中有两个人穿着黑色紧身裤假装是机器人。“‘大狗’的步态看起来非常逼真，你一开始根本看不出来它不是‘大狗’，”辛格说。“当有人如此费力地恶搞一个机器人时，你就知道你拥有一个了不起的东西。”