研究人员开发出迄今为止最快的软体机器人

一组研究人员开发了一种新型软体机器人，相比之前的版本，在固体表面或水中移动时速度更快。这种新型软体机器人受到猎豹的生物力学启发，不仅可以精细地拾取物体，还具有足够的力量来抬起重物。

该论文题为“利用弹性不稳定性实现放大性能：受脊柱启发的高速和高力软体机器人”，并发表在美国科学促进会上。

杰·殷（Jie Yin）是北卡罗来纳州立大学机械和航空工程系的助理教授，也是该论文的通讯作者。

“猎豹是陆地上最快的生物，它们的速度和力量来自于脊柱的弯曲，”殷说。

“我们受猎豹的启发，创造了一种具有弹簧驱动的‘双稳态’脊柱的软体机器人，这意味着机器人有两个稳定状态，”殷继续说。“我们可以通过将空气泵入软体机器人内的通道快速地在这两个稳定状态之间切换。状态之间的切换会释放出大量的能量，允许机器人快速地对地面施加力，从而使机器人能够快速地跨越地面，即机器人的脚离开地面。

“之前的软体机器人都是爬行者，始终与地面保持接触，这限制了它们的速度。”

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之前的软体机器人版本

在平坦和坚固的表面上，之前最快的软体机器人可以以每秒0.8个身体长度的速度移动。

由研究人员团队开发的软体机器人属于一个全新的机器人类别，称为“利用弹性不稳定性实现放大性能”（LEAP）。它们比之前的机器人性能更好，能够以每秒2.7个身体长度的速度移动，这是之前速度的三倍以上。它们以大约3Hz的低驱动频率运行。

新型软体机器人还可以跑上陡峭的斜坡，这之前对较弱的机器人来说是一个大挑战，甚至是不可能的。

LEAP机器人大约7厘米长，重约45克。

游泳速度

新型软体机器人的另一个发展是它们具有改进的游泳速度，可以通过更换脚为鳍来实现。当这样做时，LEAP机器人可以达到每秒0.78个身体长度的速度，而之前最快的游泳机器人只能达到每秒0.7个身体长度的速度。

“我们还展示了使用多个软体机器人共同工作，像钳子一样抓取物体，”殷说。“通过调整机器人施加的力，我们能够抬起像鸡蛋这样精细的物体，以及重达10公斤或更多的物体。”

研究人员团队旨在进一步提高机器人的速度和力量，认为当前的发展只是开始。他们有多种不同的应用想法，例如搜索和救援技术。

“潜在的应用包括搜索和救援技术，速度至关重要，以及工业制造机器人，”殷说。“例如，想象一下生产线机器人，它们速度更快，但仍然能够处理易碎的物体。

“我们愿意与私营部门合作，共同完善他们将这一技术融入其运营的方法。”

该研究得到了国家科学基金会的支持。