站在加利福尼亞州帕薩迪納的實驗室里，里面裝著雙足（或雙腿）機器人。一位研究人員向我挑戰(zhàn)，試圖絆倒一個在跑步機上行走的5英尺半人形機器人Amber。當它走到位時，它用一根繩子連接到欄桿上面，所以如果我太笨重，它只會向前或向后掉落。
盡管我知道機器人沒有感情，但感覺還是很殘酷。小心翼翼地，我伸出手在Amber的右腿前面，看著它絆倒并失去了它的立足點，就像我不小心在我的路上踢了一些東西一樣。令我驚訝的是，機器人恢復并繼續(xù)以同樣穩(wěn)定的速度行走，就像從未發(fā)生過一樣。接下來，我用長金屬尺推它的軀干。機器人再次恢復。這個過程可能聽起來很有意思，但這正是加州理工學院Amber Lab的研究人員所說的干擾測試。
（博士 學生馬文龍演示了他如何對機器人進行干擾測試。他設計了一些控制器，可以幫助機器人在遇到意外情況時恢復（例如用長標尺戳）。）
我們習慣于看到像波士頓動力公司這樣的機器人跑步，跳躍甚至跑酷。但是琥珀實驗室的機器人并不只是表現(xiàn)出花哨的技巧。通過了解機器人如何定位，實驗室的研究人員可以直接將其轉化為幫助行走困難的人的設備。或者根本不能走路的人。
“每次我們實現(xiàn)行走或跑步等行為時，我們都希望將其放在假肢裝置上，最終成為截癱患者的外骨骼，”加州理工學院機械與土木工程教授Bren Aaron D. Ames博士說。領導琥珀實驗室。該實驗室的主要重點是雙足機器人的實驗研究。“我們希望[截癱]起床并使用我們在步行機器人上使用的相同算法。”
艾姆斯和他的團隊不是試圖模仿或反映機器人的人類行為，而是試圖理解運動的數(shù)學。因此，如果機器人摔倒，研究人員不只是嘗試調(diào)整機器人的設置以使其工作。“我們回到基礎科學，KUKA機器人示教器維修，然后重復數(shù)學和算法再次嘗試，”他說。
機器人使用電動馬達而不是液壓馬達，這使得它們能夠進行微妙的動作，使其更適合用作輔助裝置。
在實驗室開發(fā)的假肢之一是Ampro 3.它是一種動力，經(jīng)股動脈（膝蓋以上）假體，在腳踝處具有兩個自由度，旨在使人們比現(xiàn)有裝置更好地行走。我看作是博士。學生Rachel Gehlhar展示了與Ampro一起走走的感覺。慣性測量單元（IMU）基于佩戴者行走的速度來調(diào)節(jié)合成腿的運動。因此，如果Gehlhar走得更快，Ampro也會加快速度。
走廊上的大窗戶沿著Amber實驗室，所以路人可以很好地了解學生如何建造和測試機器人。實驗室本身大小相當于兩個大房間，一側有工作區(qū)，學生可以從事大量的工程工作。我訪問期間有三個主要的機器人正在工作：Amber，一個連接到護欄上的跳躍機器人; AMPRO; 和Cassie，庫卡機器人，一個三維移動的無繩雙足機器人。在實驗室的另一側，有一個巨大的跑步機內(nèi)置在地板上，可以達到每小時40英里的速度，適用于更極端的測試場景。
琥珀實驗室機器人的長期前景是讓它們穿越與人類相同的地形。佛羅里達人體和機器控制研究所在可以承受崎嶇地形的機器人部件上進行了類似的研究。
在室內(nèi)，所有機器人真正需要處理的是平坦的跑步機或平緩的斜坡。但在現(xiàn)實世界中，地面并不統(tǒng)一。污垢不均勻，沙子不穩(wěn)定。
這就是Cassie這樣的機器人旨在解決的問題。由Agility Robotics開發(fā)，實驗室的學生和研究人員使用它來了解行走算法如何在室外進行翻譯。
（由加州理工學院的研究人員設計的Cassie步行控制器允許機器人走出室外，在人行道，草地和泥土等不平坦的表面上行走。）
Cassie仍然遠遠不能解決積雪或真正具有挑戰(zhàn)性的地形。但是艾姆斯和他的團隊正在將機器人從實驗室的受控環(huán)境過渡到現(xiàn)實世界。
當雙足機器人能夠真正實現(xiàn)遠距離自主運動時，它們可以用于探索極端環(huán)境 - 如火星表面。
“這就是讓機器人做一些人類能力最高的事情的想法，無論是處理不同的地形，還是快速移動，”艾姆斯說。“我認為，作為我們正在拍攝的機器人社區(qū)，這些都是兩條戰(zhàn)線。”
至于科幻小說中的機器人視覺，艾姆斯引用艾薩克·阿西莫夫的“我，機器人故事”作為他想要實現(xiàn)的版本。
“他們不是可怕的終結者。他們實際上是為了讓我們的生活變得更好。”
，KUKA機器人示教器維修