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    跑得比(bǐ)猎豹快的机器人来了,还能(néng)游泳跳跃(yuè),大小仅为毫米级

    2022/10/08Nature 子刊(kān)381

    各位请打开脑洞,猜猜比猎(liè)豹跑得还快的机器人长什么样?



    答案揭晓 ——


    为了让人看(kàn)清楚,将动作放慢了 10 倍(bèi)


    是不是(shì)和你(nǐ)想象中的不太一(yī)样?

    首先(xiān)这个小家伙确实是机器人,它(tā)属于软体机器(qì)人这类。

    另外别看它其貌不扬,但(dàn)人(rén)家(jiā)运动速(sù)度最快(kuài)可(kě)达 70 体长 / 秒;而猎豹作为陆地上跑得最快(kuài)的动物,最快速(sù)度也不过 23 体长 / 秒(miǎo)。

    也就是说,这个小机器人的“奔跑”速(sù)度是猎(liè)豹的 3 倍多(duō)!

    除了跑,它还会游(yóu)泳,在(zài)水中的速度可达 4.8 体长/ 秒,而奥运游泳冠军速度约为每秒一(yī)点几(jǐ)个体长(zhǎng)。



    在此说(shuō)明一下,以体长 / 秒(BL / s)为单位的相对速度,主要是为了量化不同(tóng)大小生物体的(de)速度。

    这个超级灵(líng)活的机器人(rén)出于一群奥地(dì)利(lì)科学家之手,相关科研成果(guǒ)目前已登上了 Nature 子刊 Communications。



    下面就来看看(kàn)这个相(xiàng)貌平(píng)平的家伙为何能跑得这么快。

    柔(róu)性(xìng)材料 + 电磁(cí)感应(yīng)实现(xiàn)快速移动

    其中一个很(hěn)重要的因素就是它“软”

    常(cháng)见的机器人一般都是由金(jīn)属(shǔ)和塑料等(děng)刚(gāng)性材(cái)料制成的。

    与之不同的是,制作软体机器人材料主要为:聚合物和形状记忆合金等柔性材(cái)料,这些合金会随着温度变化发生形变。

    这样(yàng)其实和生物体或活(huó)组织的方式运作更相似。

    就拿这个软(ruǎn)体电(diàn)磁机器(qì)人 (SEMR)来(lái)说,其线圈由一种叫 Galinstan(镓铟锡合金)的金属(shǔ)合金构成(chéng),是通过液体 3D 打印技术制作(zuò)的。

    该线圈被(bèi)嵌入弹性外壳,并露出一部分来与外部(bù)电极相连(lián)。



    此外,该(gāi)机器人还配备了小型自(zì)供电控制器(qì)来控制形状,并且(qiě)还有(yǒu) L 形或(huò)锯齿形 “ 脚(jiǎo) ”。



    然后还有(yǒu)一个因素(sù)就是它“弯。因为(wéi)研究者表示,自然(rán)界中(zhōng),许多动物都是靠弯曲(qǔ)身体的扩张和收缩来快速移动的。

    这里再回顾一下猎豹奔跑:


    至于这个机器人是怎么动的,它主要靠的就是(shì)电磁感应(yīng):在静态磁(cí)场中受(shòu)到时变电流影响而运动(dòng)。

    研究(jiū)者测试了它的速度并发现,这种软体机(jī)器人在平面上的移(yí)动速度可达(dá) 35 体长 / 秒;而在三(sān)维折叠物体表面(miàn)上,其移动速度达到最大值:每(měi)秒移动(dòng) 70 倍体长。

    据论(lùn)文内(nèi)容,这个速(sù)度比(bǐ)其他软体机(jī)器人(rén)快了约 17.5 倍。

    除(chú)了跑得快还灵活且耐造

    前文(wén)提到这个机器(qì)人还有(yǒu)控制器,这玩意儿可以选择性地控制机器人身体(tǐ)的(de)不同部分,以实现转(zhuǎn)向、跳跃等动作。



    别看它长得这么迷(mí)你(尺寸(cùn)为 9mm×9mm×0.8mm),但实际上(shàng)非(fēi)常(cháng)耐造:

    当小机(jī)器人(rén)正在(zài)行走时,研究者“趁其不注意(yì)”,用其体重(chóng) 1764 倍的外力把它压扁了。

    结果,经过(guò)如(rú)此(cǐ)大的打击后,这个机器(qì)人表示:没事儿。



    研究者(zhě)指出,这些功能也是(shì)很重要滴!因为这样它就能适应更多(duō)复杂、恶劣的环境,具有更大的实用价值。

    关键(jiàn)词:




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