系统工程的胜利
机器人工程师们已经研究了几十年，投入了数亿美元的研究经费，试图制造出一种能像动物一样行走或奔跑的机器人。然而，许多动物能够做出的壮举，对于今天的机器人来说是不可能的。
加拿大西蒙菲莎大学生物医学生理学和运动学系教授马克斯·多纳兰说：“羚羊可以在崎岖的地形上迁徙数千公里，山羊可以攀爬到真正的悬崖峭壁上，找到看起来根本不存在的支点，蟑螂失去一条腿也不会减速。我们还没有任何机器人能够具备这样的耐力、灵活性和坚固性。”
为了解机器人落后于动物的原因并量化其落后原因，一个由顶尖研究型大学的科学家和工程师领衔组成的跨学科团队完成了对运动型机器人各方面的详细研究，并将其与动物的同类结构进行了比较，论文发表在《科学机器人学》（ScienceRobotics）上。论文观点，按照工程师们使用的衡量标准，生物部件的表现比人造部件差得令人吃惊。不过，动物的长处在于对这些部件的集成和控制。
除了西蒙菲莎大学，研究小组成员还包括来自华盛顿大学电子与计算机工程系、SRI国际公司、科罗拉多大学博尔德分校机械工程系和佐治亚理工学院家族物理与生物科学系的学者。
研究人员分别研究了组合成跑步机器人的五个不同“子系统”——动力、框架、驱动、传感和控制——中的一个，并将它们与生物等同系统进行了比较。在此之前，人们普遍认为，动物之所以比机器人表现出色，一定是由于生物组件的优越性。
来自SRI国际公司高级研究工程师汤姆·利比说：“事情的结果是，除少数例外情况，工程子系统的性能都优于生物子系统，有时甚至完全优于生物子系统。但同样非常明显的是，如果在整个系统层面上将动物与机器人进行比较，就运动而言，动物是惊人的。而机器人还没有赶上”。
对于机器人学领域来说，研究人员更乐观地指出，如果把机器人学发展其技术相对较短的时间与经过数百万年进化的无数代动物相比，机器人学的进步实际上是非常快的。
来自华盛顿大学电气与计算机工程系副教授山姆·伯登说：“由于进化是不定向的，所以进展会更快。我们可以在很大程度上纠正设计机器人的方法，在一个机器人身上学到的东西可以下载到其他机器人身上，而生物学却没有这种选择。因此，在设计机器人时，我们有办法比通过进化来得更快，但进化有一个巨大的领先优势。”
有效运行的机器人不仅仅是一项工程挑战，它还提供了无数潜在的用途。在为人类设计的世界里，轮式机器人往往难以驾驭，无论是解决“最后一公里”的送货难题，还是在危险环境中进行搜索或处理危险材料，这项技术有许多潜在的应用领域。
研究人员希望这项研究有助于指导机器人技术的未来发展，重点不是制造更好的硬件，而是了解如何更好地集成和控制现有硬件。多纳兰总结说：“随着工程学从生物学中学习集成原理，运行中的机器人将变得与生物机器人一样高效、敏捷和强大。”（航柯）