四足机器人技术的发展代表一个国家的科技的综合实力。四足机器人可以在很多领域被广泛应用，比如协调执行巡逻安防、代替人在各种恶劣环境中工作、抢险救援、太空探索等等。

1.2文献综述

四足步行机器人是机器人系列的一个重要组成部分,它的适应凹凸不平的地形能力和承载能力都很强。它既能跑动，又能行走。步行机器人在凹凸不平的路面与其他移动机器人相比，具有独特优越的性能。它被广泛应用在军事当中起到运输货物等作用。

1.2.1 国内外的发展现状

四足步行机器人从立项研究开始至今经历漫长的过程，不断更新完善优化，现代四足步行机器人的研制工作逐步进入了广泛开展的成熟阶段。先后经历日本的TITAN系列和具有宠物狗外形的机器人Tekken-IV再到美国的Big Dog再到今天的SpotMini和名叫“绝影”的四足机器人。

目前为止最具有代表性的四足移动步行机器人是美国研制的Big Dog，如图1.1所示。在身上安装了很多传感器和伺服电机，使得它具有很好的精度，但是它采用的是汽油箱来提供能源，动力虽然很大，但是造成的污染和问题很多，因为油箱需要稳定不能碰撞，而且还要配备很多油管，无形中增加了重量和体积，最关键的事是它在工作时产生的噪音很大，对环境产生很多负面影响。

图1.1 Big dog机器人

SpotMini于2017年年底推出，采用以前其“大哥哥”Spot的四足设计，重量约为30公斤，充电充满时可以运行至少90分钟。如图1.2所示，它的体格型状更加小巧、行走也是更加灵活。纯电的伺服器使得它的体型和重量相比Big Dog改进很多。在狭小的空间里，SpotMini能够学着军人一样匍匐着往前走。只是很消耗电池的容量，如果没有好的电池提供持续的电能它将无法发挥作用。当然了，与其它机器人相比，它声音很小，不会影响周围。SpotMini家庭服务方面有很好的作用，在各种不同类型传感器的协助下，它可以完成洗碗等复杂动作。SpotMini是波士顿公司在之前多研发的机器人的基础上的一个新的发明创新，改变了传统的造型使得体积小重量轻，整个机体都是以电能为动力源，续航时间一个半小时，在判断位置并作出动作这一问题上模仿引入了智能手机的功能模块。该公司在其网站上强调，SpotMini是“最机器人”。

图1.2   SpotMini

如图1.3所示这个机器人来自于苏黎世联邦理工学院，它的造型看起来与Boston Dynamic的机器人很像。因为这种四条腿的造型可以让机器人的体态更稳定，就算受到一定程度的撞击仍然会站立。目前这款机器人已经发展到了最新一代，苏黎世联邦理工学院已经开发一年多，最近开发了一种四足机器人ANYmal，能够跟着音乐即兴跳舞。除此之外，它还能被用来协助搜索救援任务。

图1.3  ANYmal

近日他们家的四足机器人ANYmal学会了跟着音乐节奏，即时摇摆。ANYmal厉害之处在于可以随旋律即时响应，不管是扭臀，脚打节拍还一起摇摆都踩着点，节奏感非常好。这个跟音乐节奏跳舞的技能，所需的即时响应机制，未来可以根据实地工作环境的复杂程度，实时判断做出合适的运动响应。

如图1.4所示它不仅可以识别环境，还可以与环境进行互动，根据环境的变化来采取相应的措施。比如自己在办公大厦里可以按电梯、走进电梯等等。

图1.4ANYmal

当然，如果让机器人完全自主的行动是未来研究人员要面临的一个大问题，但是至少目前来看，这种四足机器人已经发展到了相当的程度，并且很快将会被使用在救援等任务场景中。

国内近些年来也在不断学习创新，在机器人的研究方面投入大量资源并取得一定成功的结果。