軟體“小獵豹”

◆本刊綜合

你們知道陸地上奔跑速度最快的動物是什么嗎？

沒錯，獵豹。受它的啟發(fā)，美國北卡羅來納州立大學(xué)的研究人員研制出一種軟體機器人，這種機器人長得像軟糖，身長約7厘米，質(zhì)量約45克，卻能以每秒2.7倍于自身長度的速度行走，還可以上陡坡奔跑，下到水中游泳，巧妙地抓取物體。

軟體機器人長這樣

“小獵豹”軟體機器人由兩個軟性氣動執(zhí)行器和一個彈性彈簧驅(qū)動的機械脊柱組成，擁有“雙穩(wěn)態(tài)”脊柱結(jié)構(gòu)。何為“雙穩(wěn)態(tài)”？“小獵豹”軟體機器人在蹬地或騰空至極限時，氣動執(zhí)行器和彈簧的能量均處于最低點，這便是“雙穩(wěn)態(tài)”。

想象一下獵豹奔跑時的體態(tài)，脊背伸展，四肢伸長騰空，落地時脊背彎曲，四肢收縮交錯蹬地。既然是以獵豹為原型，那么“小獵豹”軟體機器人也是這么跑的。它內(nèi)部的兩個軟性氣動執(zhí)行器模擬脊柱，在充氣時分別向上和向下彎曲，通過空氣泵交替彈開，實現(xiàn)正弓蹬地和反弓騰空的形態(tài)轉(zhuǎn)換。這樣的設(shè)計賦予了它“蹬地”的力量，從而在地面上躍進(jìn)。

實力不容小覷

模仿獵豹的“小獵豹”軟體機器人運動能力如何呢？

“小獵豹”軟體機器人在大約3赫茲的低驅(qū)動頻率下，速度可達(dá)到每秒 2.7 個體長，約 18.75 厘米/秒，是此前最快速度的3倍多。另外，這種機器人不僅能在陡峭的斜坡上奔跑，還能在水中快速游泳，甚至在物品抓取方面也是“尖子生”。

在入水試驗時，研究人員將“小獵豹”軟體機器人的軟性氣動執(zhí)行器重新封裝，以適用于水下運動。結(jié)果顯示，“小獵豹”軟體機器人在水中的行進(jìn)速度最快可達(dá) 11.7 厘米 / 秒，比另外兩個軟體機器人分別快 32%和 122%。

進(jìn)行抓取作業(yè)時，“小獵豹”軟體機器人不僅能夠抓取雞蛋這種易碎物品，11.4千克重物也不在話下。

研究人員認(rèn)為，通過修改設(shè)計，“小獵豹”軟體機器人還可以變得更快、更強，未來或許可以幫助搜索和救援，以及應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。