近年來科學家們製造出各種類型和功能的機器人，在實踐中機器人也廣泛應用於火星科學探測、工業生產以及家庭生活等領域。但是，現有的大多數步行機器人看起來更像是一種雙腿僵硬的金屬怪物，距離人們的理想還有很大差距。美國佛蒙特大學科學家約什·邦加爾德近日對現有的多款著名步行機器人進行了分析和研究，並開發出一種計算機模擬系統，系統顯示機器人也可以像動物進化一樣逐漸學會更好地步行。

　　1. 虛擬機器人原型

虛擬機器人原型

　　通過模擬系統，邦加爾德創作出一種虛擬機器人，這種虛擬機器人可以隨著時間的變化改變自己的形狀。最初，這種機器人身體像蛇一樣，沒有腿，靠腹部運動。邦加爾德的模擬系統根據機器人脊骨的每一個片斷採用了各種不同的運動算法。如果某種算法能夠成功地讓機器人更接近目標，就會被應用於下一個片斷。如果不成功，則被捨棄。在每個片斷中，成功的算法還將會隨著片斷的輕微修正進行驗證。當各種不同算法分別成功地適應各脊骨片斷的運動時，機器人就已進化出有效的運動模式。

　　腹部運動功能進化成功後，邦加爾德開始為機器人增加腿部。隨著腿部的緩慢「生長」，模擬系統中的虛擬機器人的腿部運動開始從滑行到步行進化。邦加爾德介紹說，「緩慢生長的腿部使得算法(控制器)以機器人的語言去處理一個問題，即首先能夠擺動，然後再實現平衡。這種步行控制器與我們以前看到的有所不同。」這樣它就逐漸學會了如何更快地行走，並最終掌握了更加自然的步法

　　當然，在現實世界中很難讓機器人改變它們的身體或讓其腿部生長，但邦加爾德利用樂高機器人研製出一個概念驗證版機器人。這款機器人擁有一個簡單的脊骨和四條腿。最初，一個額外的支柱幫助四條腿像蜥蜴一樣向外伸展，然而逐漸將它們收攏，最終機器人可以用腿站立起來。邦加爾德表示，這一原型顯示，真實的機器人也可以利用相似的過程進化出有效的步法。

　　2. 「大狗」運輸機器人

「大狗」運輸機器人

　　無論是兩條腿還是四條腿，步行機器人肯定比那些輪式機器人或非移動機器人更像動物。因此，步行機器人更容易融入人類的生活，它們也看起來更可愛，更酷。不過，科學家們研究機器人的腿部運動機制並不僅僅是因為它們看起來可愛，而是為了讓機器人更好地為人類服務。

　　邦加爾德表示，「有腿機器肯定比那些輪式機器更擅長在崎嶇的山路上行走。」這就是為什麼美國軍方能夠慷慨斥資數百萬美元資助波士頓動力公司研製「大狗」運輸機器人的原因。「大狗」是一種動力平衡四足機器人，載重能力達300磅(約合136公斤)，可以通過泥濘、雪地、冰面、煤渣等路面。「大狗」的四條腿如此逼真，讓一些人心裡不安。即使在受到大力推擠的情況下，「大狗」仍然可以穩穩站立。邦加爾德的模擬機器人也顯示出相似的穩定性。

　　3. 「漫遊者」機器人

「漫遊者」機器人

　　征服崎嶇山路並不是研製有腿步行機器人的唯一目的。事實證明，步行機器人也適合長途旅行。垂直的腿部(相對的則是像蜥蜴一樣向外伸出的水平腿部)可以像鐘擺一樣前後擺動，有助於向前邁進。像人類一樣，機器人的這種運動幾乎不需要耗費能量。邦加爾德表示，「這種方式能效很高，這也是兩足性進化的原因之一。我們人類不用花太大的力氣就可以走很長的路程。」

　　由美國康奈爾大學研製的步行機器人「漫遊者」去年以14.3英里(約合23公里)的距離打破了機器人的步行記錄。「漫遊者」儘管有四條腿，但從技術上講它屬於兩足機器人，因為它的腿是成對工作的。康奈爾大學研究團隊介紹說，「漫遊者」的步法也許並不優雅，但它走2萬步所花掉的電費僅為1美分。

　　4. 「火焰」機器人

「火焰」機器人

　　此前，步行機器人吸引人們的目光並非是因為實用，而是因為新奇，原因在於它們更難設計。事實上，研製一個成功的步行機器人需要一個完全不同的設計方案。自上世紀90年代起，研究人員關注的一個領域就是「被動動力學」或「無動力運動」。航空工程師泰德-麥克吉爾所研製的兩足機器人非常逼真，它可以不用任何發動機，就可以走下斜坡。

　　荷蘭德爾福特科技大學生物機器人實驗室在這一領域更進一步，他們研製出的機器人要麼是無動力的，要麼是採用無動力運動的方式。就像人類行走時腿部利用自己的動力自然擺動一樣，這些機器人行走得更加自然，而且將動力自然地融合到步法之中。這些步行方式中持續變化的動力學對於機器人設計者來說是一大挑戰。他們必須要把生物學靈感更好地融入到機器人控制系統中。

　　德爾福特科技大學研製的「火焰」機器人的臀部、膝蓋和踝骨中採用了彈性機制，這就意味著每個發動機和相關的關節之間都有一個彈簧，而不是發動機與關節直接相連。「火焰」機器人參研者之一馬丁-維塞解釋說，「這種方式吸收了足部踩踢地面時產生的衝擊力。」

5. 六足蜘蛛機器人

六足蜘蛛機器人

　　並不是每一個步行機器人都有兩條腿或四條腿。對於喜歡自己研製機器人的愛好者來說，六足步行機器人似乎更容易實現，因為六足機器人更穩定。不過，由於它們的六條腿是成對運動的，因此必須要有三台伺服器來控制腿部運動。

　　機器人愛好者約瑟-朱利奧曾經利用一個Arduino主板、三台伺服器和一個紅外傳感器製成了一個六足蜘蛛機器人。這種六足蜘蛛機器人可以通過手工模式、輔助模式和全自動模式進行運動。

　　6. 「運動員」機器人

「運動員」機器人

　　日本東京大學研究人員新山龍馬研製的「運動員」機器人是一個兩足機器人，它可以完成跑步和跳起等動作，而且自己可以很好地平衡身體。與大多數機器人腿部相比，新山龍馬採用了不同的方法建造「運動員」腿部。「運動員」的踝骨並不是關節式的，它採用了一種反向曲面彈簧，這種硬體似乎效果很好。「運動員」可以在平衡中跑許多步，然後才會摔倒。很明顯，新山龍馬還需要下力氣解決好軟體問題。

　　7. DNA機器人'

DNA機器人

　　機器人並不是為了能夠步行就必須要做大。2004年，美國紐約大學納德裡安-希曼曾經利用脫氧核糖核酸(DNA)研製出一種兩足「機器人」。這種所謂的「DNA機器人」利用DNA鏈的特點可以在兩個特定的立足點之間來回走動，這兩個立足點也是由脫氧核糖核酸製成。希曼認為，在納米技術產品製造中可以採用這種技術。不過，這一技術聽起來似乎很吸引人，但未來的路還很長。

　　8. Chumby簡易步行機器人

Chumby簡易步行機器人

　　Chumby是一款基於Linux系統的計算機，它可以廣泛應用於各種DIY項目中。EMG機器人公司為Chumby裝上了兩條腿後，這種計算機就變成了一個簡單的步行機器人。當然，有腿的Chumby走起路來有點像《弗蘭肯斯坦》中的怪物。但是，這只是一個簡單的樣本，並不是一個成熟的產品，它顯示了這種機器人的機動性和簡易性。

9. 麥克穆蘭兩足機器人

麥克穆蘭兩足機器人

　　肯-麥克穆蘭希望製造一種便宜的兩足機器人。因此，他首先利用聚氯乙烯板搭建出一個框架，然後再將數個伺服器、一個便宜的CPU和一個廉價的電源組組裝起來。在40小時內，麥克穆蘭僅用了120美元就製成了一個兩足機器人。此外，麥克穆蘭還開發程序，「教會」機器人完成蹲下等基本腿部動作。2008年，他公佈了自己的最新版本機器人。

　　10. DIY機器人

DIY機器人

　　製造一個兩足機器人需要面對多重挑戰，並不僅僅是賦予機器人一種本體感受。對於人類來說，這種感受就是身體各部位的一種方位感。而對於機器人來說，這種感受並不僅僅是接受來自伺服器的一條命令並將腿部移動到一個精確的位置。機器人需要根據位置的變化做出動態的反應，進行移動和平衡，在理想的情況下還應該對外部力量做出反應。這個DIY機器人只用了大約150美元材料費，但研製者花了200多個小時讓它擁有機器人行走時可能出現的感覺。

　　11. 自製兩足機器人

自製兩足機器人

　　許多人想自己動手製造一個步行機器人，但又沒有時間來加工部件、開發軟體和程序。不過，這些都可以購買到。像本圖中這款兩足機器人，零部件和工具全部購自Robokitsworld.com，總價格僅123美元。

　　12. 大腳機器人

大腳機器人

　　這個兩足機器人由日本東京大學於20世紀80年代研製。與其前輩Biper-3不同的是，這款機器人擁有膝關節。它那巨大的平板腳部可以保證其不會摔倒。

　　13. 「阿西莫」

「阿西莫」

　　近年來最著名的兩足機器人應該是由日本本田公司研製的「阿西莫」。「阿西莫」被稱為世界上最先進的類人機器人。這種機器人不但能跑能跳能爬樓梯，還能夠更好地與人類互動。