人形机器人领域的发展呈现多元化趋势,通过融合轮式、足式以及轮足复合等多种下肢结构,以适应不同场景的需求。轮式机器人以其高速度和较低能耗著称,但受限于较弱的越障能力;而足式机器人则具备出色的越障性能,但移动速度较慢,制造成本较高。轮足机器人结合了两者的优势,通过采用多个轮子组成的足部结构,实现了在能耗效率、移动速度和负载能力方面的优化表现,并能在结构化和非结构化环境中高效运行。
轮式机器人的设计和控制技术有别于双足机器人,硬件结构设计同样有所不同,尤其是转向机构的设计尤为重要。麦克纳姆轮在轮式机器人的应用中较为广泛,由于其平衡性较好,研究焦点集中在轮子的种类、数量、排布及其组合的稳定性和操控性上。转向机构设计包括多种类型,如艾克曼转向、滑动转向、全向转动、轴-关节转向和车体-关节转向,具体选择应依据特定应用场景的需求。
轮式机器人在硬件设计中还需考虑悬架和车体连接机构的配置,以支持更多样化的功能,如爬楼梯、跳跃、飞行、变形和潜水等。国内外知名轮式机器人公司包括挪威1X Technologies的EVE、苏黎世联邦理工学院的Ascento 2、瑞士Mile等,这些产品在速度、载重和效率等方面展现出不同的优势。
轮足机器人的创新者包括瑞士ANYbotics、Ascento、GRASP实验室、CMU机器人研究所等,国内也有腾讯Robot X实验室、宇树、逐际动力、本末科技等公司涉足这一领域。然而,这一领域仍面临新技术不断涌现和投资过热的风险。