受猎豹启发:研究人员开发出迄今为止最快的软体机器人

5月8日,北卡罗莱纳州立大学机械和航空航天工程助理教授Jie Yin在《科学希望》杂志上揭晓了一篇题为“行使弹性不稳固性实现放大性能(LEAP):受脊柱启发的高速和高强度软机器人”的论文。

受猎豹生物力学的启发,研究人员开发了一种新型的软机器人,相比前几代的软机器人,它在固体外面或水中能够更快地移动。

新的软式机器人还能够抓取细腻的物体,甚至有足够的气力举起重物。

Jie Yin说:“猎豹是陆地上速率最快的动物,它的速率和气力来自于脊椎的弯曲。”

“我们受到猎豹的启发,缔造了一种软机器人,它有一个弹簧驱动的‘双稳固’脊柱,这意味着机器人有两种稳固状态。”

受猎豹启发:研究人员开发出迄今为止最快的软体机器人

Jie Yin示意:“我们可以通过将空气抽到这个柔软的硅胶机器人的管道中,在这些稳固状态之间快速切换。”

在这两种状态之间切换释放了大量的能量,使机器人能够快速对地面施加力。

这也使得机器人能够在水面上飞驰,这意味着它的脚已经离开了地面。

Jie Yin说:“以前的软机器人是爬行机器人,一直与地面保持接触。这限制了它们的速率。”

此前的软体机器人可以在平展的固体外面上以每秒0.8个身体长度的速率移动。

而这种新型的软体机器人能在约3Hz的低驱动频率下到达每秒2.7个人体长度的速率——比前代快三倍以上。

据报道,这种会“飞驰”的LEAP机器人约莫7厘米长,45克重。

据悉,这些新型机器人还能在陡峭的斜坡上奔跑,这对于对地面施加较小作用力的软机器人来说,是一个很大的挑战,甚至基本不可能完成。

研究人员还证实,LEAP设计可以提高软体机器人的游泳速率。一个LEAP机器人能够以每秒0.78个身体长度的速率游泳,而之前最快的游泳软式机器人的速率是每秒0.7个身体长度。

Jie Yin说:“我们还演示了几个软机器人的协同事情,比如用钳子抓取物体。通过调整机器人施加的力,我们能够举起像鸡蛋一样细腻的物体,以及重达10公斤或更多的物体。”

研究人员指出,这项事情还在初试阶段,他们乐观地以为,通过修改设计,可以使LEAP机器人变得更快、更强。

Jie Yin弥补说:“潜在的应用包罗搜索和救援手艺,速率与工业制造机器人都是至关重要的。我们也愿意与私营部门互助,然后以微调的方式将这项手艺融入他们的营业。”

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