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      跑得比(bǐ)猎豹快的机器人来了,还能游泳跳跃,大小仅为毫米(mǐ)级

      2022/10/08Nature 子(zǐ)刊383

      各位请打开脑洞,猜猜比(bǐ)猎豹跑得(dé)还快(kuài)的(de)机器人(rén)长什(shí)么样(yàng)?



      答案揭晓 ——


      为了让人看清楚,将动作放慢了 10 倍


      是不是和你想象中的不太一样?

      首先这个小(xiǎo)家伙确实(shí)是机(jī)器人,它属(shǔ)于软体(tǐ)机(jī)器人这(zhè)类(lèi)。

      另外别看它其(qí)貌不扬,但(dàn)人家运动(dòng)速度最(zuì)快可达(dá) 70 体长(zhǎng) / 秒;而(ér)猎(liè)豹(bào)作为陆地上跑得最快的动物,最快速(sù)度也不过 23 体长(zhǎng) / 秒。

      也就(jiù)是(shì)说,这(zhè)个小机器人的“奔跑”速(sù)度是猎豹的 3 倍多!

      除了跑,它还会游泳,在水中的速度(dù)可达 4.8 体(tǐ)长(zhǎng)/ 秒,而奥运游泳冠军速度约为(wéi)每秒一点几个体长。



      在此说明一(yī)下,以体长 / 秒(BL / s)为单位(wèi)的相对速(sù)度,主(zhǔ)要是为了量化不同大小生物体的速度(dù)。

      这个超(chāo)级灵活的机器人出于一群奥地利科学家(jiā)之手(shǒu),相关科研成(chéng)果目前已登上了 Nature 子刊(kān) Communications。



      下(xià)面就来看看这个相貌平平的(de)家伙为何能跑(pǎo)得(dé)这(zhè)么快(kuài)。

      柔性材料 + 电磁(cí)感应实现快速移动(dòng)

      其中一个很重要的因素(sù)就是它(tā)“软”

      常(cháng)见的机(jī)器人(rén)一般都是由(yóu)金属和塑料等刚性材料制成的。

      与(yǔ)之(zhī)不同的(de)是,制作软体机器人材料主要为:聚合物和形状(zhuàng)记忆合金等柔(róu)性材料,这些合金会随着温度(dù)变化发生形变。

      这样其实(shí)和生物体或活组织的(de)方式运作(zuò)更相似。

      就拿这个软体电磁机器人 (SEMR)来说,其线圈由一(yī)种叫 Galinstan(镓铟锡(xī)合金)的金属合金构成,是通过液体 3D 打印技术制作(zuò)的。

      该线圈被嵌入弹性外(wài)壳,并(bìng)露出一部分(fèn)来与外部电极(jí)相(xiàng)连。



      此外,该机器人还配备了小型自供电(diàn)控制器来控制形状(zhuàng),并且还(hái)有 L 形(xíng)或锯齿形(xíng) “ 脚 ”。



      然后还有一(yī)个因素就是它“弯。因为研究者表示,自然界中,许多动物都是(shì)靠弯曲身体的扩张和收缩来快速移动的(de)。

      这里再回顾(gù)一(yī)下猎豹奔跑:


      至于(yú)这个机(jī)器人是(shì)怎么动的,它主要(yào)靠的就是(shì)电磁感应:在静(jìng)态磁(cí)场(chǎng)中受(shòu)到时变(biàn)电流(liú)影(yǐng)响而运动。

      研究(jiū)者测试了(le)它的速度并发现,这种软体机器(qì)人(rén)在(zài)平面上(shàng)的(de)移(yí)动速度(dù)可达 35 体长 / 秒(miǎo);而在(zài)三维折叠物(wù)体表面上,其移动(dòng)速度达到(dào)最大值:每秒移动 70 倍体长。

      据论文内容,这个(gè)速度比其他软体机(jī)器人快(kuài)了约(yuē) 17.5 倍。

      除了跑得快还(hái)灵活且耐造

      前文提到这个机(jī)器人还有控制器,这玩意儿可以选择性地控制机器人(rén)身体(tǐ)的(de)不同部分,以实现转向、跳跃等动作。



      别看它长得这么(me)迷你(尺寸为 9mm×9mm×0.8mm),但实(shí)际上非(fēi)常耐(nài)造:

      当小机(jī)器(qì)人正在行走时,研究者“趁其不注意”,用其体重(chóng) 1764 倍的外(wài)力把它压扁了。

      结果,经过如(rú)此大的打击后,这个(gè)机器人表示:没事儿。



      研(yán)究者(zhě)指出,这些功能也是很重要滴!因为这样(yàng)它就能适应更多复杂、恶劣的环境,具有更(gèng)大的实用价值。

      关键词:




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