Disney Snapbot力學講解
Snapbot是迪士尼研發團隊發佈的最新機器人研發專案。本款機器人帶有主體和六條可拆卸支腿，呈蜘蛛外形，採用模組化設計，並且能以多種不同方式重新配置，從而可用於不同的行動模式。
Snapbot在行動
什麼使Snapbot與眾不同
Snapbot的研發重點是能夠在保證機動性的同時進行重新配置。無論是否只連接了一條腿，或者是否連接了全部六條腿，機器人仍然能夠行進。
雖然以前有很多團隊都致力於研發有腿機器人（單足機器人、雙足機器人、四足機器人、六足機器人等）的可變配置，但這些機器人中的大多數都進行了基於模型的設定。因此，您可以將機器人設定為三條腿，連接三條腿後觀察機器人的行為。
借助Snapbot，採用嵌入式演算法可“讀取”機器人的配置並相應地調整其運動模式。這意味著在“受傷”以後，例如失去一條腿，它可以調整其行為。
Snapbot的組成部分
Snapbot的硬體包括3D印表機身和六條腿。
主體是機器人的中心樞紐。機器人外形類似於六邊形，六條邊為六條腿提供介面，底部有六個三角形支腿，可最大限度地減少機器人與地面的摩擦。
這款機器人配備了7.2V鋰離子電池，可為機器提供無線電源。還配置了一個OpenCM9.04微控制器，可為機器提供資料處理能力。微控制器通過四顆鉚釘連接到機身框架，來自微控制器的資料被輸入兩個集線器中，然後每個集線器將資料傳輸到最近的三條腿中。
機身總寬度僅為3英寸，其重量（包括電池和電子裝置）約為0.4磅。
每個模組化支腿以徑向形式連接到主體，與Anthrobot不同，這款機器人配置了六條腿，在主體兩側各三條腿。
Snapbot最多可以連接六條腿，但設計有三種支腿用於提供三種不同類型的運動。三種腿為：滾動間距型、偏航間距型和滾動偏航間距型。每條腿都採用3D列印方式按單個鉸接零件進行列印，不能拆卸，每個零件都配備Dynamixel XL-320位置控制伺服系統。腳底帶有橡膠墊，可以緩衝腿部承受運動的壓力和衝擊。
這種支腿設計的重點是保持零件的輕量化，同時仍保持一定程度的結構完整性。每條腿重0.19至0.026磅，具體取決於腿的類型。
Snapbot的研製受到了哪些啟發？
與其他仿生機器人一樣，Snapbot也受到了生物的啟發，研究人員對此進行了深入研究。他們還特別研究了那些能夠根據自身情況改變位元形的人。當一個人坐著站起來時，他改變的不僅僅是位置，還有肢體運動，就像海星這樣的動物為逃避捕食者能夠自願斷肢，然後肢體可以再生。
該研究報告還指出昆蟲即使在失去六條腿中的一條或多條腿後仍能行走。研究報告還引用了青蛙經歷的變態過程—長出兩條腿並失去一條尾巴。
在設計機器人時，研究人員還研究了其他模組化機器人系統，這些系統帶有較小的積木式零件和均勻的聯軸器。此外，研究人員還研究了如何利用機器學習技術創建能夠適應環境而不斷變化或改變結構/配置的機器人。
工作原理 – 拼接
機器人身體和腿互相分離和重新連接的機制是通過磁體元件完成的。總共採用了四塊磁鐵，包括每個機器人支腿的連接，使得支腿容易脫離或重新與軀體結合。磁體還按極性擺放，使四肢按正確方向吸附在正確的部位。
但這些磁性連接器並非僅僅是簡單的磁體。每個聯軸器的中心是一個8針彈簧式連接器。該連接器用來傳輸功率為腿部供電，並將資料傳遞給腿部以實現各種腿部動作。
工作原理 – 運動機制
在Snapbot中，運動演算法是基於機器人中央主體中的微控制器而設計的。該微控制器可即時工作，以確定機器人的腿部配置；然後根據所連接的腿數確定其運動路徑。
根據這種反覆運算演算法，Snapbot的行動僅限於直接前進，但處理器仍然需要計算許多變數。一種類型的支腿將默認14種腿部位形組合，但三種支腿結合起來，將總共有700種可選的腿部配置。
為了評估腿部的當前配置，控制器對每條腿上的伺服器進行操作以確定所連接的支腿類型。通過將伺服馬達的資料線連接到控制器的引腳上，從而確定不同類型的支腿位置。每100毫秒完成一次對該配置的掃描。
然後，處理器根據配置情況計算正向運動路線。腿部運動包括三種模式：划船、爬行和行走。只有一條腿時，機器人使用划船動作來拖動身體。在雙腿配置的任何可變選項中，機器人通過爬行運動將滾動式關節運動最大化，以使腳與地面之間更好地接觸，並拖動身體。在可以行走的腿部組合配置中，Snapbot可以將其身體抬離地面，並通過同步使用對角線雙腿向前行走。
Snapbot的未來發展空間
雖然Snapbot展示出了模組化腿部的可變配置模型以及即時機器學習的適應能力，但這款機器人仍然只是該公司研發的暫態產品。
迪士尼研究院表示，這款機器人將“用於進一步研究腿部運動”。該團隊正在計畫改進演算法並增加感測器（如相機），並檢測所帶來的效果。
