- 文献综述（或调研报告）：
随着计算机和传感器技术的发展，机器人成为社会上的一个热门话题，机器人的发展一直是研究的热点，不仅是工业制造业等行业中有需求，还有在居家方面也有大量需求。机器人不仅可以代替人类完成一些高危任务，避免人们陷入到生命危险的问题，而且有时能更加高效地完成任务，甚至能完成人们无法完成的任务。在在高空作业、消防救援、 高危巡检等领域得到了较多开发应用，而且在军事侦察，紧急救援和行星探索等领域应用有巨大的潜力[1]。近些年，许多研究人员都在关注小行星勘探活动，专注于小行星表面上探测机器人的发展。
移动是爬行机器人的基本功能，行星上的移动的最佳方式依然是讨论的主题。本质上，用于微重力环境的移动机制可以大致分为四类，即通过推进器的移动，轮式的移动，腿式（肢体式）的移动和跳跃式的移动[4]。四种方式都各有优劣之处，轮式的移动需要较大的牵引力,腿式移动的结构系统主要在于机械复杂性，推进器式的移动使用的推进器会造成表面污染，对任务结果会有负面影响，且推进器也有机械和操作复杂的特征，其寿命受到推进剂的严格限制，跳跃式的移动机器人的位置很难预测或者控制[4][6]。
到目前为止，使用轮式的和腿式的机器人在移动方面实验已经有出色的成就，跳跃式移动的机器人也有所发展，日本的Hayabusa携带小型跳跃机器人MINERVA 用于部署并探索小行星表面 [6][8]，Paolo Foirini 等人提出了一种通过结合滚动和跳跃的方式和添加具有板载计算，控制和传感的能力的一个紧凑轻巧的装置来实现机器人在行星上移动的跳跃系统[2]，来研究使用最少数量的执行器可达到的移动特性。但是这种移动是不连续的，因为需要一个暂停期对跳跃移动方向重新定位和需要在跳跃间期回灌推力机构。Masamitsu Kurisu提出了使用永磁体的跳跃机制使微小探测车产生移动，该机构的主要部分包括一个可移动磁体和两个固定磁体，利用跳动可移动磁体粘在固定磁体上时产生的冲击力从而产生有效的移动[3]。这种方法不仅功耗低，而且可产生较大的冲击力，且不会产生残留振动并可以轻松地小型化和模块化。Marco Pavone 等人通过静态分析，动态分析及对火卫一任务的分析，也确定了内部驱动的跳跃式机器人可以稳定地保持静止来执行相关工作，在内部驱动跳跃的这平台与许多系统和环境参数，确定这种移动的可行性[4]。
Marco Chacin等人提出了在微重力条件下肢体机器人运动期间执行顺应运动的方法[6]。该控制方案是用仅与肢体末端接触的任何方向上向前推进，利用接触动力学和来自其环境的反作用力，使机器人能够利用环境的自然特征和表面的摩擦力进行移动。Daniel Helmick等人制作一个由六自由度龙门和沙箱组成的试验台上对有六个4自由度肢体并带有全套的机载电子设备和传感器的机器人进行实验[7]，对于在小行星的未知的地形环境探索，机器人的稳定，精确的移动会大大提高探索的效率。相对来说这种肢体式的机器人具有在多种地形上增加的活动能力，可以战略性地选择接触点，且有除了肢体活动能力外的其他功能。在微重力环境下，这种肢体活动性还有其他优点，在移动过程中使用肢间力来抓住表面的能力，即“运动抓取”，为提供外部干扰的鲁棒性和采样力，也不需要法向力（通常由重力产生）来提供移动性所需的相互作用力。
微重力环境小行星上的机器人不仅考虑移动，而且还要考虑机器人的锚定。在微重力环境下，由于反作用力和与表面接触产生的力矩，机器人会轻易地漂浮和旋转。此外，机器人还可以通过自身运动引起的反作用力旋转[8]。科学家们受观察自然界中的动物爬树，崎岖墙面或是天花板等的生物启发，现在已经研发出多款仿生的爬行机器人。有的机器人系统就被开发出具有定向附着的功能，使机器人能够在崎岖的表面附着。
由于微重力移动涉及的力很小，因此机器人系统（包括硬件，软件和算法）被设计为使用准静态方法进行移动，最小化可能产生意外机器人速度的相互作用力的威胁也很重要，因为这些意外的相互作用会导致机器人失去与地形的接触[7]。故传统的行星漫游车中使用的车轮小行星探索。
对于小行星上特有的移动问题，Yoshihda 等人提出了悬崖the Cliff Hanger攀岩机器人，通过抓住地面来移动[8]。通过这种策略，机器人可以避免漂浮和旋转，实现这种移动最重要的是开发一种可以肯定地抓住不平坦地形的机构。为此需要了解机器人手指与表面之间的摩擦特性，然后需要选择用于抓握的有效形状，还需要制定满足抓地力静态平衡的抓地条件。Aaron Parness介绍了一种在斯坦福大学发明的用在爬行机器人的微刺趾，每个微刺趾由一个钢钩组成，该钢钩嵌入顺应性悬挂系统的刚性框架中。通过排列数十或数百个这些微刺趾，可以并在许多附着点之间支撑大的载荷。由于每个刺都有其自己的悬架结构，因此可以拉伸和拖动以找到合适的点来抓住。
Luther R. Palmer III等人提出了提出了分布式向内抓取（DIG）的生物启发策略，作为一种在不依赖于重力攀爬过程中脚部附着和粘附的方法。DIG是定向附着机制的先进方式，通过向内拉向身体，而不是向下的相反重力，指示侧向的腿接合刺。通过使用反向的脚力来啮合刺，消除对重力的依赖[1]。
攀爬环境中的机器人 （RiSE） 项目中为攀爬不同地形的腿部结构提供了宝贵的见解。RiSE 机器人可以垂直爬上树木、铺有地毯的表面和灰泥，尽管每个表面需要不同的脚[1][9]。Spinybot 机器人详细介绍了剪切中的被动结构如何与表面啮合；LEMUR 类机器人也实现了陡峭的地形爬行，通过很像人类登山者附着到立足点；DynoClimber 还使用被动的定向的刺快速爬上几近垂直的表面；Climbing Mini-Whegs，通过连接和分离其脚类似于昆虫，使用干胶攀爬垂直玻璃墙 [1]。
参考文献：
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