5月8日，北卡羅萊納州立大學(xué)機(jī)械和航空航天工程助理教授Jie Yin在《科學(xué)進(jìn)展》雜志上發(fā)表了一篇題為“利用彈性不穩(wěn)定性實(shí)現(xiàn)放大性能（LEAP）：受脊柱啟發(fā)的高速和高強(qiáng)度軟機(jī)器人”的論文。
受獵豹生物力學(xué)的啟發(fā)，研究人員開發(fā)了一種新型的軟機(jī)器人，相比前幾代的軟機(jī)器人，它在固體表面或水中能夠更快地移動。
新的軟式機(jī)器人還能夠抓取精致的物體，甚至有足夠的力量舉起重物。
Jie Yin說：“獵豹是陸地上速度最快的動物，它的速度和力量來自于脊椎的彎曲。”
“我們受到獵豹的啟發(fā)，創(chuàng)造了一種軟機(jī)器人，它有一個彈簧驅(qū)動的‘雙穩(wěn)定’脊柱，這意味著機(jī)器人有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。”
Jie Yin表示：“我們可以通過將空氣抽到這個柔軟的硅膠機(jī)器人的管道中，在這些穩(wěn)定狀態(tài)之間快速切換。”
在這兩種狀態(tài)之間切換釋放了大量的能量，使機(jī)器人能夠快速對地面施加力。
這也使得機(jī)器人能夠在水面上飛奔，這意味著它的腳已經(jīng)離開了地面。
Jie Yin說：“以前的軟機(jī)器人是爬行機(jī)器人，一直與地面保持接觸。這限制了它們的速度。”
此前的軟體機(jī)器人可以在平坦的固體表面上以每秒0.8個身體長度的速度移動。
而這種新型的軟體機(jī)器人能在約3Hz的低驅(qū)動頻率下達(dá)到每秒2.7個人體長度的速度——比前代快三倍以上。
據(jù)報(bào)道，這種會“飛奔”的LEAP機(jī)器人大約7厘米長，45克重。
據(jù)悉，這些新型機(jī)器人還能在陡峭的斜坡上奔跑，這對于對地面施加較小作用力的軟機(jī)器人來說，是一個很大的挑戰(zhàn)，甚至根本不可能完成。
研究人員還證明，LEAP設(shè)計(jì)可以提高軟體機(jī)器人的游泳速度。一個LEAP機(jī)器人能夠以每秒0.78個身體長度的速度游泳，而之前最快的游泳軟式機(jī)器人的速度是每秒0.7個身體長度。
Jie Yin說：“我們還演示了幾個軟機(jī)器人的協(xié)同工作，比如用鉗子抓取物體。通過調(diào)整機(jī)器人施加的力，我們能夠舉起像雞蛋一樣精致的物體，以及重達(dá)10公斤或更多的物體。”
研究人員指出，這項(xiàng)工作還在初試階段，他們樂觀地認(rèn)為，通過修改設(shè)計(jì)，可以使LEAP機(jī)器人變得更快、更強(qiáng)。
Jie Yin補(bǔ)充說：“潛在的應(yīng)用包括搜索和救援技術(shù)，速度與工業(yè)制造機(jī)器人都是至關(guān)重要的。我們也愿意與私營部門合作，然后以微調(diào)的方式將這項(xiàng)技術(shù)融入他們的業(yè)務(wù)。”
