在意大利,研究人员展示了配备喷气发动机的人形机器人
随着机器人不断将活动范围从受控的研究实验室扩展到真实建筑基础设施的混乱环境中,从A点到B点的移动已成为一大难题,例如爬楼梯。
对此,机器人工程师提出了多种解决方案:加装旋翼,让机器人能够像直升机一样越过障碍物;或者像Boston Dynamics那样,让机器人做出令最优秀体操运动员都会羡慕的后空翻。
此外,还有Daniele Pucci,他是意大利理工学院人工与机械智能实验室的负责人。他大胆地在合成人形机器人iRonCub的背上安装了一套功能完备的喷气背包,类似于Richard Browning研发的那种,希望它最终能够飞上天空。
iRonCub看起来像一个机器人学生,配备了四台喷气发动机,使其能够像钢铁侠一样飞行。我们至少可以期待这一点,毕竟托尼·斯塔克飞得轻松自如,但实际上这是一个复杂的问题,有时会燃烧,还带有一定爆炸风险,对于一个从未被设计用于此类用途的人形机器人而言尤其如此。
意大利理工学院的科学家正从多个方向开展研究,以便在人形机器人iCub上实现空中人形机器人技术:他们研究飞行控制,进行喷气涡轮实验,并利用计算流体动力学进行空气动力学建模。
有人可能认为,人类在首次观看电影《复仇者联盟:奥创纪元》之后,已经吸取了创造空中人形机器人的危险教训,但Pucci团队认为,此类系统有朝一日可能率先应对全球每年造成约9万人死亡的约300种自然灾害。
若单独分析,自然灾害的平衡可能更加令人不安。2004年印度洋地震和海啸在14个国家夺去了约23万人的生命,造成14万人受伤,并导致174万人被迫采取措施并离开家园。

我们见过许多用于灾难救援的机器人,有些是人形的,有些不是。十多年来,它们从实验室中陆续问世,成效往往参差不齐。
在应对自然灾害时,人形机器人相比更为小众的设计和传统无人机具有优势,因为它们更容易在为人类所建的世界中行动。
然而,一旦发生自然灾害,大部分以人为中心的基础设施可能遭到破坏或变得无法通行,从而抵消人形机器人的许多初始优势。但是,Pucci团队将人形设计与飞行能力结合起来,能够同时发挥两种技术的最佳特性。
2019年,IIT的研究团队表示:“空中人形机器人技术融合了空中操作与人形机器人技术。因此,空中人形机器人借助空中操纵器弥补了地面移动的不足,并扩展了人形机器人在飞行状态下的移动能力。空中人形机器人能够行走、飞行、操作并运输物体,从而为运输有效载荷和操纵物体提供了节能的解决方案。”
“空中人形机器人技术将飞行控制能力提升到更加可靠、更加节能的水平。事实上,空中操作通常由配备机械臂的四旋翼无人机来演示。这些机器人无法借助与环境的接触力移动,在有风环境中操作物体时往往难以保持飞行稳定,并且需要精确的位置控制才能完成操作任务。因此,飞行人形机器人的额外手臂可以在机器人与环境之间建立接触点,从而使机器人的位置控制更加简单可靠。”
Pucci在接受IEEE Spectrum采访时表示:“我真诚地相信,空中人形机器人技术可以作为人类可部署飞行外骨骼的测试平台。Richard Browning近期的成功案例表明,这些面向未来的动力外骨骼在技术上是可行的。不过,我们仍有很长的路要走,而我们可以利用飞行人形机器人加快这一进程,并避免大量人体试验。”
他表示,研究空中人形机器人也具有科学价值。他认为,控制飞行人形机器人会引出一系列理论和实践问题。例如,涵盖操作、接触式移动和飞行的统一控制框架仍然缺失,而在人形机器人接触式移动过程中,辅助(喷气)推力的作用也尚不明确。
其中首要的问题包括:“以多快的行走速度,启用辅助推力在能量上更为合理?”以及“我们如何应对着陆时的冲击,以实现从飞行到行走的平稳过渡?”