然而，霍爾丹團(tuán)隊(duì)希望設(shè)計(jì)出能夠匹敵夜猴跳躍高度和跳躍頻率的微型跳躍機(jī)器人，從而達(dá)到相似的高敏捷性。最終，研究者研發(fā)的仿生跳躍機(jī)器人敏捷性與夜猴十分接近，每隔0.58秒可以跳躍1米，敏捷性為1.7 m / s。

　　Salto的基本跳躍單元與常見(jiàn)的跳躍機(jī)器人類(lèi)似：彈性元件，如彈簧。不同的是，Salto跳躍系統(tǒng)中的彈性元件(有點(diǎn)類(lèi)似橡膠的能夠扭曲的彈簧)是串聯(lián)放置的，從而獲得串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器(SEA)。串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器性能很好，不僅有助于保護(hù)電機(jī)，還能進(jìn)行力控制，使得跳躍系統(tǒng)能夠被動(dòng)恢復(fù)一些能量，并且能夠進(jìn)行功率調(diào)制。

　　其中，功率調(diào)制非常重要。功率調(diào)制指的是一個(gè)受控(調(diào)制)的能量存儲(chǔ)和釋放過(guò)程。在類(lèi)似Salto這樣的跳躍機(jī)器人的情況下，這意味著能夠以一個(gè)相對(duì)較長(zhǎng)的時(shí)間向系統(tǒng)彈性元件輸送能量，然后以相對(duì)較短的時(shí)間釋放該能量。

　　大多數(shù)性能優(yōu)異的跳躍機(jī)器人都是使用彈性驅(qū)動(dòng)器來(lái)調(diào)制其供能的方式：利用馬達(dá)卷起彈簧儲(chǔ)存能量，然后立即釋放所有能量用以跳躍。如果能夠直接利用馬達(dá)的輸出功率，跳躍機(jī)器人的性能會(huì)更好。

　　夜猴的肌肉和肌腱就類(lèi)似人工系統(tǒng)中的彈簧。然而，研究者實(shí)現(xiàn)Salto高敏捷跳躍系統(tǒng)主要模擬了夜猴另一提高其跳躍能力的特點(diǎn)：具有可變機(jī)械增益(mechanical advantage，MA)的腿。夜猴腿部的結(jié)構(gòu)以及其跳躍時(shí)的技巧，使得夜猴的跳躍能力比單獨(dú)使用肌肉時(shí)獲得驚人的15倍提升!這才是研究人員為Salto尋找的秘密武器。

　　功率調(diào)制模型及實(shí)例。(A)功率調(diào)制系統(tǒng)模型，包含串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器以及機(jī)械增益(MA)模塊。(B)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的鏈接示意圖。(C)Salto跳躍機(jī)器人的整體實(shí)物圖。

　　機(jī)械增益(MA)指的就是利用杠桿(如撬棍)將較小的力和較大的運(yùn)動(dòng)幅度轉(zhuǎn)換為較大的力和較小的運(yùn)動(dòng)幅度。

　　Salto(以及夜猴和其他跳躍動(dòng)物)腿部結(jié)構(gòu)的獨(dú)特之處在于其機(jī)械增益是可變的：當(dāng)腿蜷縮時(shí)(當(dāng)機(jī)器人或動(dòng)物處于蹲伏狀態(tài)時(shí))，具有非常低的機(jī)械增益;而在跳躍運(yùn)動(dòng)開(kāi)始時(shí)，盡可能地保持低機(jī)械增益;然后，隨著跳躍運(yùn)動(dòng)進(jìn)行和腿部伸展，機(jī)械增益迅速增加。

　　實(shí)質(zhì)上，這種技巧減緩了起跳的過(guò)程，從而保證了足部與地面接觸更多的時(shí)間?；魻柕しQ(chēng)夜猴的這種蹲伏狀態(tài)為“超蜷縮”(super crouch)。

　　機(jī)械增益(mechanicaladvantage，MA)模塊作為腿部伸展功能?？ㄍ▓D表示機(jī)器人腿部機(jī)構(gòu)完全蹲伏以及完全伸展的狀態(tài)。

　　這種基于機(jī)械增益調(diào)節(jié)的蹲伏狀態(tài)使得Salto機(jī)器人在起跳階段與地面的接觸時(shí)間增加60毫秒。雖然，60毫秒聽(tīng)起來(lái)微乎其微、甚至察覺(jué)不到，但相比于不可變機(jī)械增益系統(tǒng)，Salto的這種可變機(jī)械增益使得通過(guò)其腿部傳輸?shù)哪芰刻嵘^(guò)兩倍之多!相應(yīng)的跳躍功率提升了接近3倍!

　　類(lèi)似Salto但僅使用串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器(不具備可變機(jī)械增益)的跳躍機(jī)器人能夠跳到0.75米，而Salto(具有可變機(jī)械增益)能夠跳躍高達(dá)1米。

　　各種動(dòng)物(藍(lán)色方塊)及機(jī)器人系統(tǒng)(灰色圓點(diǎn))的跳躍高度增益和跳躍頻率。圖中三條灰色雙曲線(xiàn)分別表示三個(gè)敏捷性常數(shù)0.3 m/s、1 m/s和2m/s。紅色圓點(diǎn)表示伯克利研究者的微型跳躍機(jī)器人。

　　這就是Salto如此酷的地方：僅利用一個(gè)仿生動(dòng)物腿部設(shè)計(jì)的小花招，就能獲得跳躍性能的巨大提升!雖然目前Salto還不能完全匹敵夜猴，但足以和牛蛙表現(xiàn)的一樣好(如圖紅點(diǎn)位置)。

　　此外，炫酷的Salto已經(jīng)能夠輕松彈離墻面玩“跑酷”運(yùn)動(dòng)(Parkour)——利用垂直墻面增加Salto的彈跳高度或者改變彈跳方向。當(dāng)然，你可能已經(jīng)注意到Salto目前還沒(méi)有很多感知能力，其跳躍運(yùn)動(dòng)也是開(kāi)環(huán)的。Salto利用旋轉(zhuǎn)慣性尾定位自身，但其尚不能獨(dú)立適應(yīng)不同的表面。

　　研究人員稱(chēng)，下一步計(jì)劃包括研究新的運(yùn)動(dòng)模式以及集成傳感器實(shí)現(xiàn)多級(jí)跳躍。此外，還有可能增加一條腿(或三條腿)進(jìn)行有意思的研究，但至少在近期，霍爾丹稱(chēng)其將繼續(xù)挖掘單腿版本的Salto的潛力。

　　此外，值得一提的是，Salto使用的可變機(jī)械增益腿部結(jié)構(gòu)能夠兼容大多數(shù)使用串聯(lián)彈性驅(qū)動(dòng)器(SEA)的其他腿式機(jī)器人，如StarlETH、ANYmal或ATRIAS。這種可變機(jī)械增益結(jié)構(gòu)如何提升其他平臺(tái)的性能和效率，我們拭目以待。