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受猎豹启发:研究人员开发出迄今为止最快的软体机器人
2020-05-09 22:56:23  作者:城池 编辑:城池   点击可以复制本篇文章的标题和链接

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《科学进展》杂志上发表了一篇题为“利用弹性不稳定性实现放大性能(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,它在固体表面或水中能够更快地移动

新的软式机器人还能够抓取精致的物体,甚至有足够的力量举起重物。

Jie Yin说:“猎豹是陆地上速度最快的动物,它的速度和力量来自于脊椎的弯曲。”

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

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表示:“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,在这些稳定状态之间快速切换。”

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奔,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。这限制了它们的速度。”

此前的软体机器人可以在平坦的固体表面上以每秒0.8个身体长度的速度移动

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

据报道,这种会“飞奔”的LEAP机器人大约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,甚至根本不可能完成。

研究人员还证明,LEAP设计可以提高软体机器人的游泳速度。一个LEAP机器人能够以每秒0.78个身体长度的速度游泳,而之前最快的游泳软式机器人的速度是每秒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工作,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精致的物体,以及重达10公斤或更多的物体。

研究人员指出,这项工作还在初试阶段,他们乐观地认为,通过修改设计,可以使LEAP机器人变得更快、更强。

Jie Yin补充说:“潜在的应用包括搜索和救援技术,速度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合作,然后以微调的方式将这项技术融入他们的业务。”

受猎豹启发:研究人员开发出迄今为止最快的软体机器人

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