杜克大學的博士生Jiaxun Liu記得,他們第一次把Argus扔進一片小樹林時,這個20條腿的球形怪物就撞上了樹根、碾過碎石,還挨了好幾次不輕的碰撞,但它連停都沒停,只是不斷蠕動向前,完全沒有要趴窩的意思。“看它動起來,跟我們之前弄過的任何機器人都完全不一樣,”Liu說,“滿林子亂竄,挨了重擊也照樣跑,那一刻我們就知道,這東西有點東西。”那種感覺不是“又仿生成功了”,而是一種更根本的別扭:這東西壓根沒想模仿誰,它仿佛是直接從物理定律的底層爬出來的。
今天我們就來逐條拆解,看看這個叫Argus的機器人到底怪在哪兒,又是怎么暴露了仿生路線那些我們一直假裝沒看見的短板。
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先說第一條——我們有點被“仿生”慣壞了。幾乎每個星期,你都能在新聞里瞥到又一個照著動物模樣敲出來的機器人。模仿狗和蝙蝠的已經不夠看,工程師們連蟑螂、沙漠蜥蜴都沒放過,好像只要地球上會動的東西,遲早都會被焊進某一臺機器里。這背后的邏輯倒也直白:大自然花了億萬年打磨各種運動方案,狗比人敏捷,蝙蝠能飛,小蟲子能鉆進你夠不著的縫里,于是照著做就對了。直立雙足機器人這兩年也跟著特斯拉和Figure那樣的公司火了一把,看起來人模人樣,可一旦走出精心布置的演示場地,原地摔跤的次數比蹣跚學步的孩子還多。說到底,每一種生物模型的運動能力,都綁著一套甩不掉的代價。狗和別的四足動物往前沖的時候確實又快又靈,四條腿捯得飛快,可你要是讓它們原路倒著跑,立馬變成一段卡殼的蹩腳動畫——前半身想往后,后半身還在往前,協調得像拔河。這類方向上的偏科不是設計缺陷,而是進化的鍋:動物從來不需要均勻發力,它們只需要在某個方向上跑得足夠快,不被吃掉就行。然而當你把這種偏科原封不動地搬進機器人的時候,你就得接受一個事實:它只會在一個方向上順遂,換個方向立刻笨得很誠實。
杜克大學通用機器人實驗室的團隊就是忍不了這一點,他們說,別總盯著牛羊狗蝙蝠了,抬頭看看物理學本身行不行。這就引出第二個要點——動態對稱性,一個聽著像數學概念、但做出來之后看著像異形蛋的設計原則。簡單說,他們把“前、后、左、右、上、下”這些自帶偏好的方向全部扔進垃圾桶,轉而追求一種在任何方向上都能瞬間輸出相同力、相同加速度的能力,這就是所謂的“動態對稱”。說人話就是:你從哪個方向推它,它都能立刻順著那個方向滑動,不分正臉和后背,因為壓根就沒有正臉和后背。想象一個光滑的鉛球,你用手指無論從哪一面戳它,它滾開的動作都一樣干凈;再想象一個足球,你踢它一腳,它不會先掉頭再跑,而是直接往受力方向蹦出去——Argus在概念上就是照著這個思路捏出來的。過去機器人的設計總是預設一個主要運動軸,向前是王道,轉彎是妥協,倒退是災難,而動態對稱的野心就是把這些軸全部消解掉,讓機器人的身體變成一個沒有“方向感”的對稱體——這也就意味著,它沒有弱點方向。
接下去要說的,就是這臺球狀異形具體能干什么,以及為什么看著如此難頂。進入第三點——Argus的腿不僅多,而且多了也不怕斷。設計團隊最終敲定了一個球形身體,上面整整伸出20條腿。你第一次看到它,大概率不會覺得這是高科技,反而會聯想到潮濕墻角里那種突然密集移動的多足生物,或者一團被人戳了窩、蠕動不休的深海軟泥。它沒有左右臉,沒有頭尾軸,整個身體是一團“amorphous-looking sphere”——無定形的球,上下左右全是一個樣。視覺系統也跟著這個原則走:它可以同時看見所有方向,不存在盲區,因為它的“正面”就是整個球面。移動的時候,這20條腿同步劃動,不像蜈蚣那樣一節一節遞推,而更像整個身體被一塊看不見的磁鐵隨意拖著走。沙子、泥土、碎石地面都擋不住它,研究人員試著故意敲斷它幾條腿,結果它只是略微顛簸,步態稍稍一扭,接著繼續穩穩當當地往前蠕動,沒有被卡住也沒有失衡摔倒。原因還是回到那套對稱邏輯:既然任何方向都沒有被系統偏寵,那么任何一條腿的損失也都不會變成致命傷,力的分布依然可以瞬間重排列,不會出現某個方向徹底喪失推力。這跟四足機器人斷一條腿就原地轉圈圈的死穴,一對比就扎心得很。
同一套腿,還能玩出那種你在“超級馬里奧”里靠墻跳才跳得過的把戲。在測試中,Argus被放到一個窄墻面前,它沒有先后退找角度,而是直接扭動腿群,把身體貼著墻面一點一點往上蹭,像海星扒在巖石上一樣,最終蹭過墻頭。這又繞回動態對稱的本質——它根本不需要“先轉個方向再重新鎖定運動軸”,因為它的運動軸從來就沒固定過,因此攀爬變成了一種既像蠕動又
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