韩国研究人员详细介绍了他们的四足机器人如何仅依靠一次电池充电就完成了一场马拉松比赛。这项研究发布的时间距离该机器人首次完成马拉松已经过去了近两年。2024年11月，RAIBO2在尚州柿子马拉松比赛中（全程42.195公里/26.2英里）以4小时19分52秒的成绩完成了比赛。据当时报道，其开发者称这是首台在正式比赛中完成全程马拉松的四足机器人。

本周发表在《自然》杂志上的新论文解释了韩国科学技术院（KAIST）的研究团队（由副教授Jemin Hwangbo领导）是如何让RAIBO2的电池续航里程达到同类四足机器人的三倍以上的。虽然人类的跑步速度仍然更快（肯尼亚选手Sabastian Sawe在4月的伦敦马拉松中创造了1小时59分30秒的世界纪录），但机器人的优势在于它们能够穿越楼梯、碎石、斜坡等复杂地形。

这使得四足机器人在山区和灾区具有潜在的应用价值。事实上，类似的机器人狗已经被用于英国塞拉菲尔德核电站的核废料清理工作；不过，机器人在军事领域的应用则显得“不够可爱”（即它们的外观或行为可能不太讨人喜欢）。研究人员指出，目前同类四足机器人的平均电池续航里程约为20公里，因为它们的关节在支撑机器体重时会消耗大量能量，而且脚与地面之间的反复摩擦也会导致能量损失。

Hwangbo的团队采用了轻量级的机械结构、低能耗的电机驱动电路，以及通过强化学习优化出的运动控制算法，从而显著提升了RAIBO2的续航能力。RAIBO2的平均行驶速度为每秒2.64米，它成功克服了286米的 elevation change（高度差）以及坡度高达18.4度的地形。它所使用的电池容量为2016瓦时（Wh），最终消耗了1280瓦时的电能。

该机器的运输总成本（即移动特定重量物体所需的能量）为 0.25，而研究人员的预期值（人类操作下的能耗）为 0.37。研究人员表示，RAIBO2 是首个能够突破这一能耗限制的四足机器人。他们指出：“与现有的四足机器人相比，RAIBO2 每次充电后的行驶距离是其他机器的三倍以上。这一在能效方面的突破为那些需要长时间电池续航的户外应用奠定了基础。”

不过，这一高能效表现并不意味着 RAIBO2 具备自主导航能力——在楼梯或崎岖地形中，机器的能耗模型可能需要进行调整，其运动姿势也可能受到限制，因此需要更加智能的环境感知机制。论文中还提到：“虽然我们的研究假设机器人由人类操作，但自主导航功能需要具备根据全局地图信息来选择最优路径的导航系统。本研究开发的能耗模型为解决这些挑战提供了宝贵的基础。”

研究人员相信，他们的研究成果有望提升未来四足机器人的行驶距离。这些机器人未来是用于灾后救援、货物运输，还是用于追逐人类目标，完全取决于购买它们的用户。