机器人前瞻(公众号:robot_pro)
编译 江宇
编辑 漠影
机器人前瞻4月25日消息,美国佐治亚理工学院的工程师们受微小寄生蠕虫——线虫的独特运动方式启发,开发出一种5英寸长的软体机器人,能够跳跃高达10英尺,相当于篮球框的高度。
这款无腿机器人由硅胶外壳和碳纤维骨架构成,设计灵感来自线虫通过扭曲身体实现前后跳跃的惊人能力。
线虫是地球上最常见的生物之一,尽管体型细小(比人类头发还细),却能跳跃至自身体长20倍的高度,相当于人类跃上三层楼。
研究团队利用高速摄像机观察发现,线虫通过身体弯曲形成“扭结”(kink)来储存能量,从而实现前后跳跃。向后跳跃时,线虫头部上扬,身体中部收紧,形似人类蹲姿;向前跳跃时,线虫头部伸直,尾部高高翘起,形成类似立定跳远的姿势。
这种扭结机制使线虫能在0.1毫秒内释放能量,完成高效跳跃。
研究人员基于线虫的跳跃机制,通过模拟和实验打造了这款软体机器人。
机器人采用硅胶材料,内置碳纤维骨架以增强跳跃能力。团队发现,扭结不仅未削弱结构,反而成为储存和释放能量的关键,使机器人能快速、反复跳跃。
研究第一作者、佐治亚理工学院化学与生物分子工程系博士后Sunny Kumar表示,这一设计可用于开发能在复杂地形上跳跃的机器人,例如月球探测或搜救任务。
研究团队指出,这种基于扭结的弹性系统简单而高效,未来可利用碳纤维或其他材料制造能在多种地形上跳跃的机器人。
研究共同第一作者Ishant Tiwari强调,扭结在自然界中通常被视为缺陷,但在该研究中却被转化为优势,展现了生物启发工程的潜力。
来源:Techxplore