大多數機器人都使用電動致動器，但這個小傢伙卻能發揮更大的作用。研究人員創造了一種新型的微型內燃機，賦予了這個小青蛙機器人爆發性的跳躍能力和精細的運動控制能力。

靠燃燒燃料驅動機器人的想法似乎是上個世紀的事了，但正如康奈爾大學有機機器人實驗室的一個研究小組所指出的那樣，如今的電池很重，攜帶的能量也不多–因此電動執行器的性能是有限的。

如果改用高能量的化學燃料，這些限制就會更高，因此研究小組開始設計一種新型的快速、高頻機器人致動器，其運行方式與普通內燃機非常相似。

這些微型致動器的直徑約為5 毫米（0.2 英寸），能將甲烷和氧氣吸入一個0.09 毫升的簡易燃燒室，並用火花將其點燃。燃燒室頂部覆蓋著一層高彈性矽膠龍皮膜，它的作用有點像汽車發動機中的活塞，在燃料燃燒時伸展開來以擴大燃燒室的容積，然後迅速復原，將廢氣從側面的小孔中排出。

小型發動機在燃燒室上使用一層柔性膜，點火時膜會向外膨脹，然後卡回原位圖/康奈爾大學

這一切發生得非常快，但最終的結果是：撞擊越大，薄膜彈出越多。這些致動器可以應對腔體體積膨脹高達140% 的撞擊，其作用力超過9.5 N，而且速度很快，如果需要，可以以每秒超過100 次的頻率工作。

康奈爾大學的研究小組將這些小型燃燒致動器的三維打印原型嵌入到一個微型剛性四足青蛙機器人的腳墊上方，這樣，只要某個致動器的薄膜彈出，腳就會被向下推。他們設計了一種控制方案，可以改變致動器的火花頻率、燃料等效比和燃料流量，然後將這些控制與兩條左腿和兩條右腿的控制結合起來，然後開始觀察他們能讓機器人做什麼。

他們成功地讓機器人以振動步態向前爬行，並在不同高度向前跳躍，包括跳到更高的表面上。他們在旋轉的基礎上創造了一種蛇形前行步態，並讓它在現場順時針或逆時針旋轉。

為了證明致動器的爆發力，他們讓機器人在空中跳了56 厘米（1.8 英尺），令人印象深刻，他們還演示了機器人可以在各種不同的固體、高摩擦力、低摩擦力和鬆散的表面上移動。他們還為機器人裝載了32 克重的貨物（超過機器人自身重量的22 倍），並證明他們仍然可以控制機器人的運動。

最後，當需要進行超快速運動時，這些小執行器可以為機器人專家提供一個方便的額外選擇–試想一下，如果阿特拉斯能夠為其腿部液壓系統提供爆炸性輔助，或者以燃燒為動力打出一拳，那該有多好。

這項研究發表在《科學》雜誌上。請看下面的視頻。