機器人的移動方式有哪些？

如果我們以移動方式來為機器人分類，可以直覺地區分成固定式和可移動式機器人。

固定式的機器人，以機器手臂為例，它在工業上應用可謂相當廣泛。至於在可移動式機器人這方面，由於其可以自由移動的特性，讓我們能更積極地應用這類型的機器人。

要讓機器人靈巧地移動起來，並不是一件容易的事。為了使機器人能順利執行任務，「如何讓機器人本體移動」於機器人學本身而言是一項非常重要的課題。

目前機器人常被應用的移動方式有兩種。第一種是人類研發出來，以機械動力來驅動裝置移動的方式，或稱為機械運動法。另一個被普遍應用的方法，即師法地球上各種可以自由移動之生物的移動方式，也稱為仿生運動法。

我們接下來將分別從陸地、水中和空中這三種機器人可移動的場域，來看看有哪些可以應用的機械和仿生運動方式。

此類型的機器人，通常會是玩家最常接觸到的機器人類型。

時至今日，輪子是最常使用於提供機器人移動的方法，它可以被應用來推動許多不同尺寸的機器人平台。輪子有著相對低成本、容易設計和製作、選擇多樣等優點。車輪幾乎可以製成任何大小，小至數公分大至數百公分都有可能；3個或4個輪子則是最常見的應用數量。

此外，萬向輪(omni-directional wheel)或螃蟹輪(mecanum wheel)，也可以被運用來讓機器人能更靈巧的移動。

另一種常用的機械裝置是履帶。沒錯！就是和坦克車一樣的那種履帶。

履帶的優點包含能減少滑移，還能平均分佈機器人的重量到地面上，使得它們可以在沙地或鬆軟的地面上移動，履帶系統也非常適合應用在凹凸不平的表面。不僅如此，履帶還可以有效地提高機器人和地面間距，而無需使用更大的輪子。

越來越多的機器人模仿生物的「腿」的形式，來達成移動的目的。對於必須在崎嶇的地形上移動的機器人來說，腿通常是首選。

在自然界中常見的生物移動方式，至少包含了：雙足移動（例如：人類、企鵝）、四肢移動（狗、豹）、六足移動（昆蟲）、八足移動（蜘蛛）、腹足移動（蛇）、跳耀移動（袋鼠、跳蚤）等等。而最讓人興𡚒的是，上述所有的移動方式，目前都已經有相關的機器人實驗室和研究機構開發出了樣品或模型。

在眾多的仿生運動中，又以模仿人類行走及運動的方式，吸引了最多研發者的焦點。它的複雜度和技術含量皆相當高，不僅需要多個自由度，還須在多顆馬達和傳感器之間取得很好的協調。

目前常見的提供飛行動力的方式包含了：磁浮、噴設器，以及螺旋槳。

其中噴射器和螺旋槳已在遙控飛機領域上應用了數十年，也有著龐大的社群和同好團體。近年來，自動控制無人機（AUAV）和多軸飛行器技術愈趨成熟，更吸引很多機器人玩家的投入。

磁浮飛行技術則尚在起步階段，目前已經有些機構和研究單位發表了幾款激勵人心的成果，相信接下來的幾年間，非常有機會能更普及地被應用來抵抗地心引力。

賦予機器人飛行能力的仿生技術，包含了模仿鳥類和昆蟲的飛行方式。

鳥類應用的是巨大的雙翼來產生升力和動力，並利用尾翼來保持平衡及控制方向；昆蟲則是應用兩對翅膀來達到飛行的目的。利用模擬鳥類和昆蟲在空中飛行的方式，可以達到高效能的操控性。例如定點停滯、瞬間移動和瞬間平移等動作。

擺動翼片（flapping foil）法，也是人類最早用來模仿生物推進交通工具的方法之一。

地球表面大部分被水覆蓋，有很多的應用值得我們進一步探索和發現。越來越多的玩家、機構和公司投入開發無人水下航行器。

正是由於目前仍有許多障礙有待克服，因此使得水下機器人在近幾年吸引了廣大機器人社群的注意和興趣，其中有幾家公司已經將清潔游泳池的「機器人」商業化了。

水下的載具可以使用沉浮艙（壓縮空氣和充填水的隔間）、推進器、尾部、翼片甚至翼部來潛入水中。其它水中機器人，如游泳池清潔機器人，是非常實用的商業產品。

傳統垂直螺槳乃由數片葉片附於一轉動圓盤上所構成。另外，垂直螺槳與直昇機葉片形式的推進方式也被廣泛使用。

生物在流體中的移動，有下列幾種常見的運用流體動力特性的方式：

噴水法：如貝類和烏賊等水中生物利用它身體的特殊構造，將水向後噴射，定利用動量守恆原理讓身體能向前推進移動
振翅法：類似鳥類和昆蟲在空中飛行的方式。請參考上文的空中仿生運動法。
擺尾法：生物力學家將魚類擺尾的方式依身體擺動範圍分為三大類，並以各自典型的魚類學名來命名，包含鰻行式 (anguilliform)、鱒行式 (carangiform)及鮪行式 (thunniform)，不同類型的移動方式有其各自的優劣。有興趣的朋友可以參考「淺談流體中生物的推進方法與仿生推進」這篇文章。
魚類擺尾的方式：(a)鰻行式、(b)鱒行式、(c)鮪行式。（圖片來源）

英國科學家發明可檢測污染的機器魚。（圖片來源）