步態(tài)的選擇，也就是我們是走路還是跑步，對于我們來說是非常自然的事，我們甚至都未曾想過它。我們慢慢地走路，快速地奔跑。如果我們在跑步機(jī)上慢慢加快速度，我們就會從一開始的慢慢走路，在某個臨界點(diǎn)變成跑步；這一切地發(fā)生都是不由自主地，因?yàn)槟菢痈杏X更舒服。

這仍然是一個很大的“可能”，因?yàn)槲覀兡壳安恢朗褂貌煌牟椒ㄊ欠駮嬲@得回報(bào)，或者機(jī)器人適合的步態(tài)看起來如何。它們會以某種形式的走路或跑步，還是一些完全不同的東西？

在自然界，生物力學(xué)研究表明，步態(tài)的選擇與運(yùn)輸?shù)哪芰砍杀久芮邢嚓P(guān)。這個成本表明移動特定距離需要消耗多少卡路里。對許多動物而言，這是一項(xiàng)重要措施，食物往往是稀缺資源，高效的運(yùn)動可能是生存的關(guān)鍵。

為了理解步態(tài)對運(yùn)輸成本的影響，研究人員可以通過測量人或動物在使用不同步態(tài)行走時消耗的氧氣量來估算能量消耗。使用這種技術(shù)已經(jīng)表明，在低速狀態(tài)下，只需要較少的能量就可以走路，而在高度下，跑步所使用到的能量反而更少。

計(jì)算機(jī)通過簡單地嘗試以一種系統(tǒng)化的方式解決這個難題，使用模型腿向前移動的任何可能方式。這些優(yōu)化的結(jié)果非常顯著。即使計(jì)算機(jī)沒有先前的走路、跑步或步態(tài)的概念，通過此過程出現(xiàn)的最佳運(yùn)動與自然界中發(fā)現(xiàn)的步態(tài)和步態(tài)序列非常相似。

通過改變每個運(yùn)動的目標(biāo)速度，然后可以識別最佳步態(tài)序列。令人驚訝的發(fā)現(xiàn)是，基本上沒有驚喜：為了以盡可能少的能量移動，雙足機(jī)器人應(yīng)該以低速走路和高速跑步；四足機(jī)器人則要分走路、疾馳和馳騁。值得注意的是，盡管動物和機(jī)器人在結(jié)構(gòu)和動作方面存在巨大差異，但仍然發(fā)現(xiàn)了這一結(jié)果。

文章來源：中華機(jī)械網(wǎng)