跑得比獵豹快的機器人:還能游泳跳躍大小僅為毫米級
各位請打開腦洞,猜猜比獵豹跑得還快的機器人長什麼樣?是不是和你想像中的不太一樣?首先這個小傢伙 確實是機器人,它屬於軟體機器人這類。另外別看它其貌不揚,但人家運動速度最快可達70體長/秒;而獵豹作為陸地上跑得最快的動物,最快速度也不過23體長/秒。
△為了讓人看清楚,將動作放慢了10倍
也就是說,這個小機器人的“奔跑”速度是獵豹的3倍多!
除了跑,它還會游泳,在水中的速度可達4.8體長/ 秒,而奧運游泳冠軍速度約為每秒一點幾個體長。
在此說明一下,以體長/秒(BL/s)為單位的相對速度,主要是為了量化不同大小生物體的速度。
這個超級靈活的機器人出於一群奧地利科學家之手,相關科研成果目前已登上了Nature子刊Communications。
下面就來看看這個相貌平平的傢伙為何能跑得這麼快。
柔性材料+電磁感應實現快速移動
其中一個很重要的因素就是它“軟”。
常見的機器人一般都是由金屬和塑料等剛性材料製成的。
與之不同的是,製作軟體機器人材料主要為:聚合物和形狀記憶合金等柔性材料,這些合金會隨著溫度變化發生形變。
這樣其實和生物體或活組織的方式運作更相似。
就拿這個 軟體電磁機器人(SEMR)來說,其線圈由一種叫Galinstan (鎵銦錫合金)的金屬合金構成,是通過液體3D打印技術製作的。
該線圈被嵌入彈性外殼,並露出一部分來與外部電極相連。
此外,該機器人還配備了小型自供電控制器來控制形狀,並且還有L形或鋸齒形“ 腳”。
然後還有一個因素就是它“彎。因為研究者表示,自然界中,許多動物都是靠彎曲身體的擴張和收縮來快速移動的。
這裡再回顧一下獵豹奔跑:
至於這個機器人是怎麼動的,它主要靠的就是 電磁感應:在靜態磁場中受到時變電流影響而運動。
研究者測試了它的速度並發現,這種軟體機器人在平面上的移動速度可達35體長/秒;而在三維折疊物體表面上,其移動速度達到最大值:每秒移動70倍體長。
據論文內容,這個速度比其他軟體機器人快了約17.5倍。
除了跑得快還靈活且耐造
前文提到這個機器人還有控制器,這玩意兒可以選擇性地控制機器人身體的不同部分,以實現轉向、跳躍等動作。
別看它長得這麼迷你(尺寸為9mm×9mm×0.8mm),但實際上非常耐造:
當小機器人正在行走時,研究者“趁其不注意”,用其 體重1764倍的外力把它壓扁了。
結果,經過如此大的打擊後,這個機器人表示:沒事兒。
研究者指出,這些功能也是很重要滴!因為這樣它就能適應更多複雜、惡劣的環境,具有更大的實用價值。
研究者簡介
發明這個機器人的研究團隊來自奧地利約翰內斯開普勒大學(JKU)。
論文一作見通訊作者Guoyong Mao,本科就讀於浙江大學,隨後獲得浙大固體力學博士學位,在碩博連讀期間曾作為交換生去哈佛大學學習了一年。
他現任約翰內斯開普勒大學的軟材料實驗研究助理。
論文另一位通訊作者Martin Kaltenbrunner現任約翰內斯開普勒大學教授,並任該校軟材料實驗室負責人。
其實目前已有很多種軟體機器人了,有的能從海洋中清除塑料垃圾,有的還能幫助人類研究月球和火星的炎熱沙漠。
Mao和他的團隊正在研發更多樣化的軟電磁機器人。他們表示,這的東西有小巧、跑得快等多項優點,所以具有很不錯的發展前景。
未來,這種機器人應該可以用來檢查人體中難以觸及的器官(比如胃)。
當然,還能以更快的速度清理垃圾和探索環境。
來源:量子位