机器人工程师已经工作了几十年，并投入了数百万美元的研究资金，试图创造一种可以像动物一样行走或奔跑的机器人。 然而，事实仍然是，许多动物能够完成当今机器人不可能完成的任务。
“角马可以在崎岖的地形上迁徙数千公里，山羊可以爬上真正的悬崖，找到根本不存在的立足点，而蟑螂可以失去一条腿而不会慢下来，”博士说。 Max Donelan，西蒙弗雷泽大学生物医学生理学和运动机能学系教授。 “我们没有任何机器人具有如此耐力、敏捷性和鲁棒性。”
为了了解机器人落后于动物的原因并对其进行量化，来自领先研究型大学的科学家和工程师组成的跨学科团队完成了对运行机器人各个方面的详细研究，将它们与动物中的同类进行比较，并在《科学机器人》上发表了一篇论文。 该论文发现，根据工程师使用的指标，与制造部件相比，生物部件的性能出奇地差。 然而，动物的优势在于它们对这些成分的整合和控制。
除了多尼兰之外，该团队还包括博士。 Sam Burden，华盛顿大学电气与计算机工程系副教授； Tom Libby，SRI International 高级研究工程师； Kaushik Jayaram，科罗拉多大学博尔德分校 Paul M Rady 机械工程系助理教授； 和佐治亚理工学院邓恩家族物理和生物科学副教授西蒙·斯彭伯格（Simon Sponberg）。
研究人员分别研究了五个不同的“子系统”之一，这些子系统结合起来创造了一个跑步机器人——动力、框架、致动、传感和控制——并将它们与生物等效系统进行了比较。 此前，人们普遍认为动物的表现优于机器人一定是由于生物成分的优越性。
利比说：“结果是，除了极少数例外，工程子系统的性能优于生物等效子系统，有时甚至远远优于它们。” “但非常非常清楚的是，如果你在整个系统层面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。”
研究人员对机器人领域更加乐观地指出，如果将机器人技术开发其技术所需的相对较短的时间与经过数百万年进化的无数代动物进行比较，那么进展实际上非常快。
“它会移动得更快，因为进化是无向的，”伯登说。 “虽然我们可以在很大程度上纠正我们设计机器人的方式，并在一个机器人中学习一些东西，然后将其下载到每个其他机器人中，但生物学没有这种选择。因此，当我们设计机器人时，我们可以通过一些方法比我们更快地行动。可以通过进化——但进化有一个巨大的领先优势。”
有效的跑步机器人不仅仅是一个工程挑战，它还提供了无数的潜在用途。 无论是解决轮式机器人难以导航的人类世界中的“最后一英里”交付挑战，还是在危险环境中进行搜索或处理危险材料，该技术都有许多潜在的应用。
研究人员希望这项研究将有助于指导机器人技术的未来发展，重点不是构建更好的硬件，而是了解如何更好地集成和控制现有硬件。 多尼兰总结道：“随着工程学从生物学中学习集成原理，运行机器人将变得像生物机器人一样高效、敏捷和强大。”
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