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【跑得比猎豹快的机器人:还能游泳跳跃 大小仅为毫米级】各位请打开脑洞 , 猜猜比猎豹跑得还快的机器人长什么样?是不是和你想象中的不太一样?首先这个小家伙 确实是机器人 , 它属于软体机器人这类 。 另外别看它其貌不扬 , 但人家运动速度最快可达70体长/秒;而猎豹作为陆地上跑得最快的动物 , 最快速度也不过23体长/秒 。
△为了让人看清楚 , 将动作放慢了10倍
也就是说 , 这个小机器人的“奔跑”速度是猎豹的3倍多!
除了跑 , 它还会游泳 , 在水中的速度可达4.8体长/ 秒 , 而奥运游泳冠军速度约为每秒一点几个体长 。
在此说明一下 , 以体长/秒 (BL/s)为单位的相对速度 , 主要是为了量化不同大小生物体的速度 。
这个超级灵活的机器人出于一群奥地利科学家之手 , 相关科研成果目前已登上了Nature子刊Communications 。
下面就来看看这个相貌平平的家伙为何能跑得这么快 。
柔性材料+电磁感应实现快速移动
其中一个很重要的因素就是它 “软” 。
常见的机器人一般都是由金属和塑料等刚性材料制成的 。
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料 , 这些合金会随着温度变化发生形变 。
这样其实和生物体或活组织的方式运作更相似 。
就拿这个 软体电磁机器人(SEMR)来说 , 其线圈由一种叫Galinstan (镓铟锡合金)的金属合金构成 , 是通过液体3D打印技术制作的 。
该线圈被嵌入弹性外壳 , 并露出一部分来与外部电极相连 。
此外 , 该机器人还配备了小型自供电控制器来控制形状 , 并且还有L形或锯齿形 “ 脚 ” 。
然后还有一个因素就是它 “弯 。 因为研究者表示 , 自然界中 , 许多动物都是靠弯曲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 电磁感应:在静态磁场中受到时变电流影响而运动 。
研究者测试了它的速度并发现 , 这种软体机器人在平面上的移动速度可达35体长/秒;而在三维折叠物体表面上 , 其移动速度达到最大值:每秒移动70倍体长 。
据论文内容 , 这个速度比其他软体机器人快了约17.5倍 。
除了跑得快还灵活且耐造
前文提到这个机器人还有控制器 , 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 。
别看它长得这么迷你 (尺寸为9mm×9mm×0.8mm) , 但实际上非常耐造:
当小机器人正在行走时 , 研究者“趁其不注意” , 用其 体重1764倍的外力把它压扁了 。
结果 , 经过如此大的打击后 , 这个机器人表示:没事儿 。
研究者指出 , 这些功能也是很重要滴!因为这样它就能适应更多复杂、恶劣的环境 , 具有更大的实用价值 。
研究者简介
发明这个机器人的研究团队来自奥地利约翰内斯开普勒大学 (JKU) 。
论文一作见通讯作者Guoyong Mao , 本科就读于浙江大学 , 随后获得浙大固体力学博士学位 , 在硕博连读期间曾作为交换生去哈佛大学学习了一年 。
他现任约翰内斯开普勒大学的软材料实验研究助理 。
论文另一位通讯作者Martin Kaltenbrunner现任约翰内斯开普勒大学教授 , 并任该校软材料实验室负责人 。
其实目前已有很多种软体机器人了 , 有的能从海洋中清除塑料垃圾 , 有的还能帮助人类研究月球和火星的炎热沙漠 。
Mao和他的团队正在研发更多样化的软电磁机器人 。 他们表示 , 这的东西有小巧、跑得快等多项优点 , 所以具有很不错的发展前景 。
未来 , 这种机器人应该可以用来检查人体中难以触及的器官 (比如胃) 。
当然 , 还能以更快的速度清理垃圾和探索环境 。
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