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編者按：腿部機器人能夠跟隨部隊在極其困難的地形上進行長途跋涉。在我們的關於腿部機器人的系列文章中，《大眾科學線上》探討了這項技術帶來的挑戰，以及DARPA的兩個專案——“大狗”和“小狗”——這兩個專案都顯示出了巨大的潛力。
美國宇航局（NASA）擁有可以在數億英里之外的火星表面上行走的機器人，同時礦山救援人員也部署了可以在地表數百英尺以下的洞穴中攀爬的模型。然而，美國軍方正在尋找一種更實用，但實現難度更大的機電夥伴：一種可以與部隊並肩行走，在沒有任何幫助的情況下攜帶物資穿越任何地形，並且不會翻倒的四足機器人。
隨著美國軍隊在伊拉克和阿富汗崎嶇的地形上大規模部署（並且沒有跡象表明會很快撤回），美國國防高階研究計劃局（DARPA）希望在年底前擁有其備受期待的“大狗”的改進版本，這是一款由波士頓動力公司開發的自主機器人。
DARPA資訊處理技術和戰術技術辦公室的專案經理羅伯特·曼德爾鮑姆表示，腿部機器人使軍隊無需修建道路，並且可以像馱騾一樣穿越崎嶇地區。曼德爾鮑姆負責該機構的生物機器人專案，其中包括“大狗”。他指出：“我們現在參與的一些戰爭恰好發生在那種地形中。”
“大狗”由汽油發動機提供動力，驅動液壓驅動系統（使用液體和壓力來移動機器人的腿），它是一個3.3乘2.3英尺（1乘0.7米）、165磅（75公斤）的機器人，依靠四條腿設計，就像四足動物的腿一樣。它的設計允許它吸收衝擊力，並從一步到下一步回收能量。這款機器人有時看起來像兩個人抬著翻過來的木筏走路，它有一個控制運動的機載計算機，以及管理腿部位置的小型伺服電機，這些電機使用從各種感測器接收到的資料。這些感測器告訴裝置其關節在哪裡以及它們在做什麼，它與地面接觸的位置，並允許立體視覺。
該機器人還有一個陀螺儀，它使用雷射精確測量其方向的變化。其他感測器監測其液壓、油溫、發動機溫度、轉速（每分鐘轉數）和電池電量。“大狗”擁有一個出色的控制機制，不僅可以保持平衡，還可以在一些相當崎嶇的地形上移動，”卡內基梅隆大學機器人研究所的研究教授桑吉夫·辛格說，他曾在2005年和2006年與波士頓動力公司合作開發“大狗”的計算機視覺系統。
下一步
“大狗”的工作始於2002年，是DARPA生物機器人專案的一部分，該專案同年啟動，當時稱為“生物動力學”（受生物啟發的多元功能動態機器人）。曼德爾鮑姆說：“我們的想法是借鑑自然界，以及自然界如何解決不同的機器人問題。”2005年，該機構資助開發了“大狗”的“迷你版”，名為“小狗”，這是一款更小的自主四足機器人，尺寸為11.8乘7.1英寸（30乘18釐米），高5.5英寸（14釐米），重4.9磅（2.2公斤）。“小狗”是該機構學習運動計劃的一部分，該計劃旨在開發幫助機器人在不熟悉的環境中操作的學習演算法。除了尺寸差異外，兩款機器人的不同之處在於，“大狗”像盲人一樣蹣跚而行，而“小狗”則被程式設計為識別周圍的地形。（有關“小狗”的更多資訊，請閱讀《DARPA透過腿部“小狗”機器人推動機器學習》。）
“大狗”現在處於開發的第三階段，將持續到2008年底。波士頓動力公司正在努力向DARPA證明，該機器人可以在類似於弗吉尼亞州匡蒂科海軍陸戰隊基地一條五英里（八公里）小徑的地形上攜帶軍事有效載荷。這條小徑地面上有洞、陡坡和其他障礙，成功穿越（同時裝載著海軍陸戰隊通常攜帶的各種裝置）將向軍方證明該機器人正在朝著正確的方向發展。曼德爾鮑姆預計，到9月份，他將看到“大狗”的進展演示（以及他的機構迄今為止在技術方面投入的2400萬美元的價值）。
由於波士頓動力公司網站和YouTube上提供的幾個影片，“大狗”在網上已經成為一個名人。它甚至催生了一個惡搞影片，影片中有兩個人穿著黑色緊身褲假裝是機器人。“‘大狗’的步態看起來非常逼真，你一開始根本看不出來它不是‘大狗’，”辛格說。“當有人如此費力地惡搞一個機器人時，你就知道你擁有一個了不起的東西。”