你有没有试想过一个四肢机器人像人类攀岩爱好者一样，用脚和绳索攀爬垂直的墙壁？不错，一旦取得突破，这项技术将在外太空探索中派上大用场，比如可用于在火星探测中攀爬深不可测的悬崖，寻找暴露在火星大气中的岩石，从而收集有关火星地貌的资料。当然，用机器人代替那些冒着生命危险擦洗大厦玻璃的“蜘蛛侠”，也不是没有可能——人类制造机器人的初衷就是让其代替人类在高危环境中作业。

在一段相关的机器人视频中，我们可以看到运动中的机器人，研究人员为它取了一个可爱的昵称——Capuchin（僧帽猴）。该机器人由位于美国加州的斯坦福大学研究人员所研制，在完成攀爬行动时，Capuchin便会借助四肢末梢强大的传感器，小心翼翼的平衡体重，协调手和脚的重心。与该研究小组更早以前研发的一个攀爬型机器人想相比，Capuchin的攀爬速度将近是前者的40倍！

斯坦福大学研究人员最近一次研发出的攀爬机器人是六条腿的Lemur（见上图），由斯坦福大学研究所，和隶属美国航空和宇宙航行局的美国喷气推进实验所JPL (Jet Propulsion Laboratory)共同打造的，诞生地点同样是在加州。相形见绌的是，Lemur的手和脚在一个小时内只能完成十一个动作，而相比之下Capuchin就厉害多了，它在仅仅30秒之内就能完成四个动作，可见技术较之前任有大幅的提升。为了增加机器人的柔韧性、稳定性和实用性，研究人员一开始特意模仿章鱼和螃蟹的结构与运动特点设计出了Lemur机器人的六条机械臂。Lemur的每条机械臂都可以对相关仪器设备的状态进行诊断并执行其他必要的工作。Lemur柔韧性非常好，身体可以绕着自身的轴线旋转。同时，由于外层空间中引力非常小，Lemur通过任意一条机械臂都可将自己固定在空间站的表面。在此技术基础上，Capuchin当然拥有后发优势。

特雷萨•米勒女士（Teresa Miller）于去年离开斯坦福大学，此前她一直是研究小组的一份子，参与这个重量为7公斤的机器人的设计和研制过程。米勒认为：“从攀爬速度和灵活度方面看，Capuchin的攀爬动作无疑更接近人体运动，”“相比之下，你看着Lemur运动时的表现，根本不能说它是在攀爬，因为它的速度太慢了。”Capuchin攀爬垂直墙面时，速度和灵敏之性能，堪称能与蜘蛛侠相媲美，而前辈Lemur虽有“狐猴”之意，但是行动中更像一只慢吞吞的蜗牛。倒是后起之秀“僧帽猴”Capuchin略胜一筹。

机器人Capuchin不断增强的性能并非源于改进的机械设计，而是得益于更先进的电脑程序——先进的电脑程序控制着机器人的一举一动。根据特雷萨•米勒女士的解释，“在机械设计上我们可能有一点点退步，但是这让我们在运算法则上取得了引人注目的进展。”失之东隅，收之桑榆。当机器人Capuchin的短板得到修补时，性能的大幅度提升也就水到渠成。

上文中所提到的机器人运算法则，也称规则系统，是一种循序渐进解决问题的过程，尤指一种为在有限步骤内解决问题而建立的可重复应用的计算过程。这些规则系统包括深奥的负载平衡系统（load-balancing system），这一系统将机器人的重量平均分配到身体上的不同部位，从而使Capuchin在攀爬过程的移动中更具稳定性。而此前Lemur所运用的软件只是简单的多机器人四肢的位置起控制作用。除此以外，Capuchin四肢的关节数量少于Lemur，这可以防止Capuchin在攀爬垂直而平坦的表面时四肢蜷缩起来，至少Capuchin眼下可以做到。

斯坦福大学的研究人员张瑞祥（Ruixiang Zhang）不久前又将一个视频摄像机植入这个机器人的右手中。他的目的在于，通过在Capuchin的所有手臂中安装摄像机，达到摆脱它在爬行前必须先知道手和脚方位的现状的目的，这使得机器人更具有自主行动能力。而在此之前，包括Lemur在内的所有的攀爬类机器人，在爬行过程中都得依赖详细的地图。软件中的地图包括机器人攀爬面的表面状况，因而之前攀爬类机器人的行动都属于预设，而Capuchin首次依赖于机器人的应变能力。

美国维吉尼亚理工大学的丹尼斯• 洪（Dennis Hong）目前也致力于开发一个有腿且同样适用摇柄攀爬斜坡，或接近垂直的墙面的机器人。丹尼斯的机器人设计更是独特，他打算在机器人身上安装一个激光测距仪（laser rangefinder），以此帮助机器人自动绘制攀爬上方的表面地图。当然熟悉机器人技术的行家知道，这一手段并不新鲜，早在去年美国国防部高级研究计划署主办的无人驾驶车辆城市挑战赛（2007 DARPA Urban Challenge）中，激光测距仪便力助维吉尼亚理工大学顺利进入决赛圈。

攀爬型机器人的开发可谓当务之急，尤其是当美国国家宇航和航空局将于2009年完成其火星科学实验室（Mars Science Laboratory）项目之际。虽然说火星的地面环境是最接近地球的，然而不像水星陨石坑遍布，火星地形多样——高山、平原、峡谷等不一而足。火星复杂多变的地貌环境，对人类发射的火星探测器提出了更大的考验。此前人类已经发射了超过30个火星探测器，对火星也有了一定程度的了解，机器人攀爬技术无疑将完善火星探测器的性能。

在攀爬机器人还没有完成之前，美国喷气推进实验所JPL所研发，将在火星服役的攀爬机器人由于地球上不适用的电脑约束，可能仍然还是行动迟缓笨拙的。“要在短时间内完成并不容易，因为机器人必须具备一定的厚度和重量，才能承受火星上高能量粒子（cosmic rays，宇宙射线）的冲击，否则很难幸存。”JPL研究人员麦克•加勒特（Mike Garrett）道出了该项目的最大难度所在。

Mars Science Laboratory：火星科学实验室(Mars Science Laboratory, MSL)是美国国家航空航天局的2009年火星探测计划的一个组成部分。2004年1月两个机器人地质学家成功到达火星后以后，NASA正在计划在在十年内开展下一个火星车任务。大小是火星探测漫游者勇气号和机遇号的两倍，重量是其三倍的火星科学实验室届时将会采集火星土壤样本和岩芯，然后对对火星上的环境条件进行分析。这个任务还将会得到国际许多国家的支持，俄罗斯联邦航天局将会提供一个用于寻找水的基于中子的氢探测器，西班牙教育部将会提供一个气象组件，而德国马克斯•普朗克学会化学研究所将会与加拿大航天局合作提供一个分光计。至于中国，中科院士也曾提出“40年内要上火星”的豪言。