受猎豹启发的软体机器人移动速度

受猎豹生物力学的启发，北卡罗来纳州立大学的研究人员开发了一种能够在固体表面或水中更快移动的软体机器人。它们还能巧妙地抓取物体，或者有足够的力量举起重物。

“猎豹是陆地上跑得最快的生物，它们的速度和力量来自于它们脊椎的弯曲，”北卡罗莱纳州立大学机械与航空航天工程助理教授尹杰(音)说。

殷说:“我们受到猎豹的启发，创造了一种有弹簧驱动的‘双稳态’脊柱的软体机器人，这意味着机器人有两种稳定状态。”“我们可以通过向柔软的硅胶机器人的管道中注入空气，在这些稳定状态之间快速切换。在这两种状态之间切换会释放大量的能量，使机器人能够快速地对地面施加力。这使得机器人能够在地面上疾驰，这意味着它的脚离开了地面。以前的软体机器人都是爬行机器人，始终保持与地面的接触。这限制了他们的速度。”

迄今为止，最快的软体机器人可以在平坦的固体表面上以每秒0.8个身长的速度移动。这种新型软体机器人被称为“利用弹性不稳定性放大性能”(LEAP)，能够在大约3Hz的低驱动频率下达到每秒2.7个体长的速度——比原来快三倍多。这些新型机器人还能够跑上陡峭的斜坡，这对于对地面施加较小力的软体机器人来说是一项挑战，甚至是不可能的。

这些LEAP机器人长7厘米，重约45克。

研究人员还证明了LEAP设计可以提高软体机器人的游泳速度。LEAP机器人安装了鳍，而不是脚，能够以每秒0.78个体长的速度游泳，而之前最快的游泳软体机器人每秒0.7个体长。

尹说:“我们还演示了几个软机器人一起工作，就像钳子一样，来抓取物体。”“通过调整机器人施加的力，我们能够举起像鸡蛋一样脆弱的物体，以及10公斤或更重的物体。”

研究人员指出，这项工作是对概念的证明，他们乐观地认为，他们可以修改设计，使LEAP机器人更快、更强大。

殷说:“潜在的应用包括搜索和救援技术，其中速度是至关重要的，以及工业制造机器人。”“例如，想象一下更快的生产线机器人，但仍然能够处理脆弱的物体。我们愿意与私营部门合作，微调他们将这项技术应用到运营中的方式。”

北卡罗莱纳州立大学

www.ncsu.edu

-副主编克里斯·瓦夫拉编辑，控制工程， CFE媒体与技术，cvavra@cfemedia.com．

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