猎豹激发了软机器人技术的发展

猎豹启发了LEAP的发展,这是一种新型的软机器人,它能比前几代软机器人在固体表面上移动得更快。

这种新型软机器人在水中速度很快,也能灵巧地抓住物体,或者有足够的力量提起重物。

自我推进的DEAnsect软机器人装备好蜂群

“猎豹是陆地上速度最快的动物,它们的速度和力量来自于它们脊柱的弯曲,”北卡罗来纳州立大学机械与航空航天工程助理教授尹杰(Jie Yin)说,他在《纽约时报》上发表了一篇关于新型软机器人的论文科学的进步

尹在一份声明中说:“我们受到印度豹的启发,设计了一种软机器人,它有弹簧驱动的‘双稳态’脊柱,这意味着机器人有两种稳定状态。”“我们可以通过向柔软的硅胶机器人内部的通道中泵入空气,在这些稳定状态之间快速切换。在这两种状态之间切换会释放大量的能量,使机器人能够迅速对地面施加作用力。这使得机器人能够在表面飞奔,这意味着它的脚离开了地面。

“以前的软机器人是爬行器,一直与地面保持接触。这限制了它们的速度。”

到目前为止,最快的软机器人可以在平面、固体表面上以每秒0.8个身长的速度移动。这种新型软机器人被称为杠杆弹性不稳定性放大性能(LEAP),在约3Hz的低驱动频率下,速度可达每秒2.7个体长。这些新型机器人长约7厘米,重约45克,也能爬上陡坡。

猎豹
受印度豹生物力学的启发,研究人员开发了一种新型的软机器人,它可以比前几代软机器人在固体表面或水中移动得更快(图片来源:北卡州立大学尹杰)

研究人员还证明了LEAP设计可以提高软机器人的游泳速度。LEAP机器人接上鳍而不是脚,能够以每秒0.78个体长的速度游泳,而之前最快的游泳软机器人的体长是每秒0.7个。

殷说:“我们还演示了几个软机器人一起工作,比如钳子,来抓取物体。”“通过调整机器人施加的力,我们能够举起像鸡蛋一样脆弱的物体,以及重达10公斤以上的物体。”

研究人员指出,这项工作是对概念的证明,他们乐观地认为,他们可以修改设计,使LEAP机器人更快、更强大。

尹说:“潜在的应用包括速度至关重要的搜救技术,以及工业制造机器人。”“例如,想象一下更快的生产线机器人,但仍然能够处理脆弱的物体。”