受猎豹启发，研究人员开发出速度最快的软体机器人
来源: 澎湃新闻（原始标题：受猎豹启发 ， 研究人员开发出速度最快的软体机器人）澎湃新闻采访人员 王心馨猎豹是陆地上奔跑速度最快的生物 ， 奔跑过程中 ， 它们通过脊柱的弯曲来获得速度和力量 。 受猎豹这种力量和速度启示 ， 美国北卡罗莱纳州立大学机械与航空工程系助理教授尹杰团队 ， 开发了一种新型软体机器人——LEAP机器人 ， 从外观来看 ， LEAP机器人长约7厘米 ， 重约45克 。
受猎豹启发 ， 尹杰团队开发了一种新型软体机器人无论是在固体表面 ， 还是在水中 ， 该机器人都比其他软体机器人移动得更快 ， 该机器人还可以轻松地抓取物体 ， 也具有足够大的力量举起重物 。 相关研究论文已发表在《Science》子刊Science Advances上 。“我们受到猎豹的启发 ， 创造了一种具有弹簧动力 ， 双稳态脊柱的软机器人 ， 这意味着该机器人具有两种稳定状态 。 我们可以通过将空气泵入软硅胶机器人内衬的通道 ， 来实现在两种稳定状态之间的切换 。 在这两种状态之间切换会释放大量能量 ， 从而使机器人可以快速对地面施加力 。 这使机器人可以在整个表面奔驰 ， 这也意味着机器人的脚会离开地面 。 ” 尹杰表示 。
LEAP软体机器人尹杰认为 ， 以前的软机器人更像爬行器 ， 它们始终与地面保持接触 ， 但这反而限制了机器人的速度 。过往的软体机器人 ， 速度最快的可以在坚固的表面以每秒0.8倍体长的速度移动 。 LEAP则能以大约3Hz的低驱动频率达到每秒2.7倍体长的速度移动 。 LEAP还能够在陡峭的斜坡上前进 ， 这对于向地面施加较小作用力的软机器人来说 ， 相当有挑战性 ， 甚至不可能实现 。
LEAP实现原理除了在陆地上运动外 ， LEAP还具有在水中运动的能力 。 论文称 ， 与过去最快的游泳软机器人每秒0.7倍体长的速度相比 ， LEAP机器人附有鳍而不是脚 ， 能够以每秒0.78倍体长的速度游泳 。同时 ， LEAP还能协同工作 ， 完成抓取物体的动作 。 使用多个软体机器人进行协同工作 ， 通过调整机器人的力道 ， LEAP能提起像鸡蛋一样的物体 ， 以及重达10公斤以上重量的物体 。研究人员指出 ， LEAP的设计更像是一种概念验证 。 他们认为未来可以通过修改设计 ， 可以使它变得更快、更强大 。至于这款机器人的未来应用 ， 尹杰称 ， 潜在的应用包括在速度至关重要的搜索和救援领域 ， 以及工业制造领域里 。“例如 ， 想象一下生产线上的机器人速度变得更快 ， 但仍然能够处理易碎物品的情况 。 ” 尹杰称 ， “我们也愿意与私营部门合作 ， 可以微调技术 ， 将其纳入公司的运营中 。 ”疫情期间 ， 由于社交隔离需求 ， 机器人的远程操作能力得到了更好的发挥 。 更有科学家在《科学机器人》杂志上指出 ， 机器人技术能够在对抗疫情过程中发挥重要作用 ， 而此次疫情则提供了一个契机 ， 可能会推动相关技术的进一步研究 。对于软体机器人来说 ， 由于具备高安全性以及能与人类、恶劣环境进行自适应性交互 ， 软体机器人拥有了传统刚性传机器人难以具备的功能 。 比如 ， 软体机器人在执行抓取作业时因其自身的柔软性而能改变自身形态 ， 对一些易碎品和不规则物体进行抓取时 ， 采取包裹形式抓取 ， 不会损坏物体 。
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