開(kai)門、踢足球、后(hou)空翻、雜技表演，這年(nian)頭還有什么是機器人做不到的！
迪(di)士(shi)尼的特技替身反(fan)正是快要(yao)失業了(le)，下一個擔(dan)心丟飯碗的可(ke)能就是蜘蛛俠了(le)。
高校(xiao)已經(jing)相繼研發出了爬墻，飛檐走壁(bi)無所不(bu)能。
來自UC Berkeley的(de)明(ming)星(xing)爬墻(qiang)機(ji)器人，RSTAR
2018年Brisbane舉行的(de)IEEE機器人與(yu)自(zi)(zi)動化國際會議(yi)(ICRA)上，這款(kuan)名為 “后起(qi)之秀(xiu)”（Rising STAR, or RSTAR）的(de)機器人驚(jing)艷全場。它(ta)采用了伸(shen)直的(de)輪腿(tui)靈活(huo)性(xing)，并(bing)增加了另一種自(zi)(zi)由度(du)，使機器人的(de)身(shen)體能夠與(yu)腿(tui)分開(kai)移動，通過(guo)改(gai)變質心(xin)幫(bang)助(zhu)它(ta)爬(pa)過(guo)障礙(ai)物。
RSTAR是最新的一款，設計用于處理各種地形障礙，同時最小化運輸成本。在這個上下文中，“蔓生”指的是機器人的腿，它的角度（可調整地）向下和向身體外延伸。RSTAR有一個附加的自由度，它的身體可以改變相對于腿的位置，改變機器人的質心。
; 這(zhe)似(si)乎是一個簡單的改變，但(dan)它能(neng)讓一系(xi)列新的行為也可以發生了——不(bu)僅能(neng)讓機器人爬(pa)過(guo)(guo)更(geng)大的障礙物而(er)不(bu)翻身，而(er)且還(huan)能(neng)垂直爬(pa)上(shang)間隔很近的墻壁，還(huan)能(neng)通過(guo)(guo)調整腿的步態(tai)“爬(pa)行”穿過(guo)(guo)狹(xia)窄的縫(feng)隙。
RSTAR在堅(jian)硬(ying)的平面(mian)(mian)上最高(gao)速度約(yue)為1m/s，盡管它的烏龜(gui)步(bu)態意味著它可以處理(li)非常柔(rou)軟或顆粒狀(zhuang)的表(biao)面(mian)(mian)(如厚(hou)泥或沙子)而(er)不會被粘住。
在其(qi)前身(shen)STAR的基礎上，RSTAR增(zeng)(zeng)加了一個帶有一個馬達(da)的簡單(dan)機械裝置(zhi)，以來增(zeng)(zeng)強(qiang)這款機器人克服障礙(ai)的能力。Zarrouk教授很快就融合了將(jiang)輪(lun)子之間(jian)的距離(li)延(yan)伸到車(che)身(shen)的概念，并最終(zhong)選擇了四桿擴展機構(gou)(FBEM)將(jiang)質心向縱(zong)向移動，使機器人更具有可動態重構(gou)性。他最終(zhong)發(fa)現(xian)，這個有趣(qu)的特性也可以用來增(zeng)(zeng)加穩定(ding)性，或(huo)(huo)者在需要(yao)的時(shi)候故意(yi)向上傾斜或(huo)(huo)上下(xia)翻轉(zhuan)。
RSTAR的蔓生旋轉機構的特點是蝸輪具有高齒輪比和自鎖時不被激活。電機的錐形齒輪確保兩個蝸桿齒輪以相同的速度旋轉，但方向相反。
最初的STAR非常擅長在障礙物下爬行，在崎嶇的地形上爬行，并且以非常高的速度爬行。但是，和其他所有的機器人一樣，它的攀爬能力受到輪子大小的限制。
它可以攀爬超(chao)過其車(che)輪直徑70%的(de)障礙物。通過改變它的(de)高度和寬度，RSTAR在(zai)跑步上(shang)或者(zhe)在(zai)粗糙(cao)的(de)地形如砂礫、石(shi)頭(tou)或草中行走(zou)效(xiao)率更高。
RSTAR也可以使用烏龜的步態在顆粒狀或高(gao)度滑(hua)的地形上(shang)爬行，而不(bu)必轉動車輪。RSTAR能爬升的障礙(ai)物(wu)的高(gao)度也更大(da)(da)了(le)，并且大(da)(da)部(bu)分取決(jue)于其(qi)FBEM的桿長(chang)。
通過(guo)將它的質心移動到(dao)前方(fang)，RSTAR可(ke)(ke)以(yi)在(zai)不(bu)翻轉的情況下(xia)越過(guo)陡峭的斜坡。RSTAR還可(ke)(ke)以(yi)垂直(zhi)爬升到(dao)類似(si)管道的環境中，甚至可(ke)(ke)以(yi)在(zai)不(bu)接觸地面的情況下(xia)，通過(guo)將輪(lun)子(zi)按在(zai)墻上(shang)而水平爬行。
STAR系列非常適合執行搜索(suo)和救援行動，特別是在倒塌的建筑物或洪水地區等非結構化環境(jing)中(zhong)。在一(yi)次真正的搜救行動中(zhong)，機器人(ren)必須克服不同(tong)類型的連續(xu)障礙物才能到達目標。
這樣的(de)機器(qi)人應該是簡單的(de)，可(ke)靠(kao)的(de)，并且能夠克服(fu)多種常見的(de)障(zhang)礙，而(er)不需要任何外(wai)部的(de)機械干預(yu)。RSTAR結合了(le)幾種攀爬能力和形狀的(de)變化，使它可(ke)以越過(guo)障(zhang)礙物，或(huo)者在(zai)縫隙間(jian)或(huo)縫隙下偷偷溜進。此(ci)外(wai)，RSTAR速度較(jiao)(jiao)快(kuai)，能耗較(jiao)(jiao)低，增加了(le)工作(zuo)范圍(wei)和工作(zuo)時間(jian)。
裝(zhuang)有輪子的(de)RSTAR能(neng)以(yi)(yi)20cm/s的(de)速度(du)爬上(shang)兩堵墻之間(jian)的(de)空間(jian)，機器(qi)人的(de)寬度(du)可以(yi)(yi)根據墻壁的(de)兩側而(er)變化
來自迪士尼的VertiGo
VertiGo是一(yi)款能夠從地面(mian)到(dao)墻壁過渡的(de)爬墻機器人，由迪士尼蘇(su)黎世研(yan)究(jiu)院和ETH合作開發(fa)。該機器人有兩個可傾斜(xie)的(de)提(ti)供推力的(de)螺(luo)旋槳和四個輪子。
一對輪子(zi)是可操縱的(de)，每個螺旋(xuan)槳有兩個自(zi)由(you)度來調節推(tui)力的(de)方向。通過從地(di)面(mian)到墻壁再回到地(di)面(mian)，VertiGo擴展了機(ji)器(qi)(qi)人穿越城市和室內環(huan)境的(de)能(neng)力。機(ji)器(qi)(qi)人能(neng)夠快速地(di)在墻上移動(dong)，并具有敏捷性。
使用(yong)螺(luo)旋(xuan)槳(jiang)在墻壁(bi)上提供(gong)推力可以(yi)(yi)確(que)保機器人能夠穿過像磚(zhuan)石結構這樣的(de)凹痕。選擇兩個螺(luo)旋(xuan)槳(jiang)而不是一個，可以(yi)(yi)實現從地板(ban)到墻壁(bi)的(de)過渡——使用(yong)后螺(luo)旋(xuan)槳(jiang)將推力應用(yong)到墻壁(bi)上，使用(yong)前(qian)螺(luo)旋(xuan)槳(jiang)施加向上的(de)推力，從而實現翻(fan)轉(zhuan)到墻壁(bi)上的(de)目的(de)。
來自Stanford的Stickybot系列及改進版SCAMP
從壁虎身上得到了靈感，壁虎的腳底覆蓋著數十億的纖維，具有200納米寬的腳套。壁虎可以附著在任何表面上，因為分子間有一種叫做范德華力的弱引力，作用于纖維尖端和壁虎爬行的表面之間。粘附是有方向性的:只有當腳趾向下拖動時，纖維才會粘附，而且會朝相反的方向釋放。
為了模擬壁虎的干式粘合，研究人員發明了一種聚合物貼片，上面覆蓋著大約30微米寬的柄。柄呈斜角，頂端傾斜，具有方向性粘性。膜片安裝在一個機器人的腳趾墊上，Cutkosky和Kim賦予該機器人一個壁虎的步態、卷曲的腳趾和其他細節。
斯坦福大學的研究人員已經獲得了一種生物感應裝置的專利，這種裝置可以利用各向異性摩擦材料來測量光滑的垂直表面。該設備的靈感來自壁虎和其他攀緣蜥蜴，采用類似的順應性和力控制策略來攀爬(或掛在)光滑的垂直表面，包括玻璃、瓷磚和塑料面板。
Stickybot的攀爬能力是毋庸置疑的，但是它不能飛行，因此，該實驗室繼續研究了一款新型的集攀爬和飛行于一體的機器人SCAMP。
SCAMP是一種有腿的四旋翼，可以在墻壁上棲息，然后用細小的腳爬上它們。
SCAMP是第一個將飛行、棲息與被動依附技術和攀爬結合在一起的機器人。它也可以從攀爬失敗中恢復，也可以在準備再次飛行時起飛。所有這些都是在戶外進行的，只使用搭載的感應裝置和計算能力，利用以前所有的攀爬機器人的經驗以及從大自然中吸取的教訓。
SCAMP的腿部設計讓人聯想到許多攀緣昆蟲，從長腿叔叔到螳螂，這絕非偶然。動物需要長而有效的步伐，但受四肢重量的限制。當我們進入昆蟲的世界時，異速標度法則意味著長、瘦、幾乎失重的腿成為首選的解決方案。
SCAMP并不是昆蟲大小的，但是也足夠小到像碳纖維和光譜這樣的現代工程材料能提供的大小，讓我們可以制造出像爬蟲一樣長、重量高效的腿。
來自CMU的WAALBOT
Waalbot由兩(liang)套三足(zu)輪(lun)組成，它們(men)使用旋轉執行(xing)(xing)機(ji)構進行(xing)(xing)單(dan)自由度運動，包括被動關(guan)節和(he)彈性屈曲。Waalbot不像其他機(ji)器人那樣使用真空吸力或磁力吸引，而是使用干式粘(zhan)合，以粘(zhan)在墻(qiang)壁和(he)天花(hua)板上。
采(cai)用PIC單(dan)片機(ji)控制機(ji)器人的(de)運(yun)動，它具有(you)車載(zai)電源。此外，一個彈簧負載(zai)的(de)尾巴確保機(ji)器人總(zong)是(shi)會推到表面。
Waalbot有能力克服小的障礙，這主要(yao)得益(yi)于它的腿(tui)的運動(dong)。
縱觀各(ge)種(zhong)爬墻機(ji)器人，原理以(yi)及機(ji)械結(jie)構各(ge)異。有的(de)(de)利用(yong)仿生(sheng)學，學習壁虎爬墻的(de)(de)原理，有的(de)(de)利用(yong)力學設計機(ji)械結(jie)構，通過增加螺旋(xuan)槳或(huo)者輪(lun)子實(shi)(shi)現飛(fei)行和攀爬。然而不拋(pao)開這些，它(ta)們(men)都(dou)是實(shi)(shi)現了同一個愿(yuan)景(jing)，并且希望能將這些機(ji)器人應用(yong)于搜索和救災中。