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    跑得比猎(liè)豹快(kuài)的机器(qì)人来了,还能游泳(yǒng)跳跃(yuè),大小仅为毫米级

    2022/10/08Nature 子刊382

    各位请打开脑洞,猜猜比(bǐ)猎豹跑得还快的机器人(rén)长什么(me)样(yàng)?



    答(dá)案揭晓 ——


    为了让人看清楚(chǔ),将动作放慢了(le) 10 倍


    是不是和(hé)你想象中的不太一样?

    首先这个小家伙确实是机器人,它属于(yú)软(ruǎn)体(tǐ)机器人这(zhè)类。

    另外别看它(tā)其貌不扬(yáng),但人家(jiā)运动速度最快可达 70 体长 / 秒(miǎo);而猎(liè)豹作为陆地上跑得(dé)最快的动物,最快速度也(yě)不(bú)过 23 体(tǐ)长 / 秒。

    也就是(shì)说,这(zhè)个(gè)小机器人的“奔跑”速度是猎豹的 3 倍多!

    除了跑,它还会游(yóu)泳,在水中的速度(dù)可达 4.8 体长/ 秒(miǎo),而奥运游泳(yǒng)冠军速度约为每(měi)秒一点几个体长。



    在此说明(míng)一下(xià),以体长 / 秒(BL / s)为单位(wèi)的相对速度,主要(yào)是为了量(liàng)化不同大小生物体的速(sù)度。

    这个超级(jí)灵活的(de)机器人出于(yú)一群奥地利科学家之手(shǒu),相关科研成果(guǒ)目(mù)前已登上了 Nature 子刊(kān) Communications。



    下面(miàn)就来看看这(zhè)个相貌平平的家伙为何能跑得这么快。

    柔性材料 + 电磁感应实现快速(sù)移动

    其中一个(gè)很重要的因素(sù)就(jiù)是(shì)它“软”

    常(cháng)见的机器(qì)人一般都是(shì)由金属和塑料等刚性材料制成(chéng)的。

    与之不同的(de)是,制(zhì)作软体机器人材料主(zhǔ)要为:聚合物和(hé)形状记忆合金等柔性(xìng)材料,这些合金会随(suí)着温度(dù)变(biàn)化发生形变。

    这样其(qí)实和生(shēng)物体或活组织的方(fāng)式(shì)运作更相(xiàng)似。

    就拿这个软体电磁(cí)机器人 (SEMR)来说,其线圈由一种叫 Galinstan(镓(jiā)铟锡合金(jīn))的金属合(hé)金(jīn)构成,是通过液体(tǐ) 3D 打(dǎ)印技术制(zhì)作的。

    该线(xiàn)圈(quān)被(bèi)嵌入弹性外壳,并露出一部分来与外部电极相连。



    此外(wài),该机器人还配备了小型(xíng)自(zì)供电(diàn)控制器(qì)来控(kòng)制形(xíng)状,并且(qiě)还有 L 形(xíng)或锯齿形 “ 脚 ”。



    然后还有一个因素就(jiù)是它“弯。因为研(yán)究者表示,自然界中,许多(duō)动(dòng)物(wù)都是靠弯曲身(shēn)体的扩张(zhāng)和收(shōu)缩(suō)来快速移(yí)动的(de)。

    这里再回顾(gù)一下(xià)猎豹奔(bēn)跑:


    至于这个机器人是怎么动的,它主要靠的就是电磁感应:在静态磁场中受到时变(biàn)电(diàn)流影响而运(yùn)动。

    研究者(zhě)测试了它的(de)速度并(bìng)发现,这种软体机器人(rén)在平面上的(de)移(yí)动速度可达 35 体(tǐ)长 / 秒;而在三维折叠物体(tǐ)表面上,其移动速(sù)度达到最大值:每(měi)秒移(yí)动(dòng) 70 倍体长(zhǎng)。

    据(jù)论文内容,这个速度(dù)比其他软体机器(qì)人(rén)快了(le)约(yuē) 17.5 倍。

    除了跑得快还灵活且耐(nài)造(zào)

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



    别看它长得这么迷你(尺寸(cùn)为 9mm×9mm×0.8mm),但(dàn)实(shí)际(jì)上非常耐造:

    当(dāng)小机器人正在行走时,研究者“趁其不注意”,用其体重 1764 倍(bèi)的外(wài)力把它压扁了。

    结果,经过如此(cǐ)大的打击(jī)后,这个(gè)机器(qì)人表示:没事(shì)儿(ér)。



    研究(jiū)者指出,这些功能也是很重要滴!因(yīn)为这样它就能适应(yīng)更多(duō)复杂(zá)、恶劣的环(huán)境,具(jù)有更大(dà)的实用价值。

    关键词(cí):




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