雙足機(jī)器人曾是科幻文學(xué)和電影的主題。在非理想地形上，早期雙足機(jī)器人的形象通常是移動(dòng)緩慢且笨拙的。近年來(lái)的技術(shù)進(jìn)步使得它們能夠在保持平衡的同時(shí)更快、更有效地移動(dòng)，但是其移動(dòng)或多或少還是會(huì)受到崎嶇地形的阻礙。
相比之下，飛行機(jī)器人只需要在地面上空飛行即可輕松駕馭崎嶇地形，但它們同樣面臨一些限制，如飛行過(guò)程中的高能耗和有限的負(fù)載能力。因此，將雙足機(jī)器人與飛行機(jī)器人相結(jié)合或許能夠有效解決這些問(wèn)題。
近日，加州理工學(xué)院的研究人員就打造了這樣一款機(jī)器人LEONARDO（LEgs ONboARD drOne，LEO），該機(jī)器人創(chuàng)造了一種新型的運(yùn)動(dòng)方式，兼具行走和飛行，靈活異常，且可以進(jìn)行復(fù)雜的活動(dòng)。
該機(jī)器人主要由三個(gè)子系統(tǒng)組成，分別是軀干、四個(gè)以一定角度安裝在肩部的螺旋槳推進(jìn)器、以及兩條配有3個(gè)驅(qū)動(dòng)關(guān)節(jié)的腿。LEO的重量為2.58千克，行走時(shí)整機(jī)高度為75cm。
其中，控制腿運(yùn)動(dòng)的是集成式直流無(wú)刷電機(jī)，裝在靠近腰部的位置，這樣可以減少腿的慣性。腳尖部分是半球形的聚氨酯橡膠，這種材料摩擦系數(shù)很高可以防止滑倒。高跟鞋的設(shè)計(jì)也是為了盡可能減少面積和重量，同時(shí)在站立不動(dòng)的時(shí)候能保持穩(wěn)定。
LEO的肩部有四個(gè)對(duì)稱(chēng)安裝的螺旋槳，用于穩(wěn)定和控制自身的行走和飛行運(yùn)動(dòng)。選擇螺旋槳的旋轉(zhuǎn)軸，以在正向和逆向兩個(gè)方向上生成飛行時(shí)質(zhì)心（CoM）和行走時(shí)當(dāng)前站立腳位置所需的滾轉(zhuǎn)、俯仰和偏航力矩。
LEO的開(kāi)發(fā)實(shí)際是為了一些特定的應(yīng)用場(chǎng)景，例如高壓線路檢修和高架橋檢測(cè)。這些任務(wù)靠人去做比較危險(xiǎn)，而傳統(tǒng)的雙足機(jī)器人夠不著，無(wú)人機(jī)懸停時(shí)面對(duì)氣流擾動(dòng)又不夠穩(wěn)定，但LEO可以很好的完成這些任務(wù)。
值得一提的是，只要提供一個(gè)能站的平面，該機(jī)器人靠雙腿和螺旋槳的配合，哪怕是十分打滑平面也能保持穩(wěn)定。LEO的正常行走速度為20cm/s，即0.72km/h，在行走和斷續(xù)飛行同時(shí)進(jìn)行時(shí)，速度會(huì)大大增加。
除了正常行走和飛行之外，LEO還會(huì)一系列高難度的動(dòng)作，如滑滑板和走繩索等，未來(lái)其或許能在一些高難、高危的場(chǎng)景中發(fā)揮作用。
