冬奥来了你还不会滑雪？“狗”都滑得比你好

作者|科学公园  来源|科学公园(ID：scipark)

冬奥临近，你是打算窝在家里远程观看赛事呢，还是计划穿戴好装备去滑雪场亲身体验一下冰雪运动？

什么？你说你还不会滑雪？

恕我直言，为了响应三亿人上冰雪的国家号召，现在连“狗”都会滑雪了！当然，这里说的不是一般的狗，而是由上海交通大学设计研发的六足滑雪机器狗。

只见这个特殊的双板滑雪运动员长了两条“胳膊”四条“腿”，其中四条“腿”分为两组，两两踩在一个滑雪板上，另外两只“胳膊”分别加装了滑雪杖，用来模仿人类拿雪仗的手，实现滑行中的点杖功能。

除了看起来真的像个双板滑手以外，它还拥有类似人类的“大脑”——智能系统。大脑不仅能分析人类的滑雪行为数据，模仿人的滑雪动作，还可以感知雪况，智能规划路线，灵活避让障碍，在雪场实现极限“超车”，把还在雪道上颤颤巍巍练推坡的人类远远甩在身后。

通过人工遥控和自主规划结合的控制方式，滑雪机器狗在400米长、坡度18度的中级雪道上的滑行速度可以超过10m/s，也就是36km/h，这速度可都要超过一些市区道路的限速了。来近距离感受一下这位双板滑雪狗运动员的矫健风姿：

不仅能高速滑雪，还能躲避人群、自己规划最优路线。滑雪机器人在初级与中级雪道中的测试，证明了自己具备敏捷的转弯、制动能力和强大的自主感知、规划能力。它能在雪场高速滑行，遇到障碍物还能急转弯，继续保持自己矫健的滑雪身姿，还能在滑行的过程中完成高山滑雪运动中的“过旗门”任务，能够实现良好的速度、方向控制，具有滑行、急停、避障、绕杆等功能。

你以为滑雪机器人的用处只是用来滑雪？并没有那么简单。

除了可以创造一种新的娱乐方式以外，滑雪机器人还可以发挥科技优势，在高山和冰雪环境中开展巡逻，实施救援，帮助人们规避风险。今后如果你在雪场看到一个机器人在巡逻，请不要感到意外。

不仅如此，高度智能化的雪地机器人的诞生还有望打破冰雪环境的限制，代替人类进行一些极端条件下的工作，比如极地或高山的科学考察。

据统计，地球表面12%的陆地被冰雪永久覆盖，加上季节性冰雪，这一比例高达33%。因为环境的限制，人类在冰雪环境中的活动相对较少。

关于滑雪机器人的研究主要开始于上世纪80年代，在仿生机器人领域，和普通动态双足机器人相比，滑雪机器人的研究略有逊色。普通机器人通常假设地面处于水平状态，且具有足够的表面摩擦力防止脚底打滑。而滑雪机器人所处的冰雪环境使得研究完全脱离了这种基本假设。

在相对低摩擦力、高空气阻力的冰雪环境中进行高速运动，不仅要求滑雪机器人具备稳定性，还需要高机动性来进行灵活避障，应对地形的随机变化。

1998年到2009年期间，日本金泽大学的研究人员开发了首个较为成熟的滑雪机器人，每条腿都有六个自由度，可以模仿人类滑雪转弯。

日本金泽大学研制的滑雪机器人三维结构图

2012年到2016年期间,，加拿大曼尼托巴大学的研究人员通过改造商用机器人开发了两个有鼻子有眼的滑冰和滑雪机器人，用于研究低摩擦环境下双足机器人的运动控制。

加拿大曼尼托巴大学研制的滑冰和滑雪机器人

2018年, 日本研究人员为高山滑雪比赛的选手开发了一款被动滑雪机器人， 用于研究雪板形状和重心位置对转弯效果的影响。实验证明，重心越高，转弯周期越大。（间接证明，底盘越低，滑得越稳越快）

日本 Norihiko Saga 研制的滑雪机器人

2018年，韩国平昌冬奥会举办了一场表演性质的滑雪机器人过旗门比赛，这些机器人姿势专业，有些甚至还穿着滑雪服，戴着帽子。

话说回来，现在连机器人都可以踩着雪板在雪道上任意驰骋了，你还不快学（juan）起来？

参考文献：

[1]上海交大要闻：上海交大自主设计研发滑雪机器人助力“科技冬奥”

[2]冰雪运动生物力学及其机器人研究进展 王天柱  吴正兴 DOI 10.16383/j.aas.c180720

[3]https://www.blick.ch/sport/wintersport/suedkorea-praesentiert-sich-als-high-tech-nation-ski-roboter-wollen-slalom-stars-konkurrenz-machen-id7975828.html

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