受蝗蟲啟發的微型機器人有望成為跳遠冠軍
今年早些時候,我們聽說一些微型機器人利用生物啟發機制跳向高空。現在,這些設備的製造商對設計進行了調整,創造出了能跳得很遠的機器人- 以至於有可能讓它們穿越崎嶇的地形。與之前的跳高迷你機器人一樣,跳遠機器人也是由薩梅赫-托菲克教授領導的團隊在伊利諾大學創造的。
跳高機器人採用了一種受叩頭蟲啟發而設計的裝置,其中一個微型線圈致動器拉動一個梁狀機構。隨著致動器被逐漸擰緊,它導致機械裝置逐漸彎曲並儲存彈性能量。一旦機構達到某個臨界點,所有能量就會突然釋放並放大,將機器人向上拋出。
新型跳遠機器人也採用了類似的系統,不過其靈感來自另一種昆蟲- 蝗蟲的後腿。
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該裝置的核心是一個三維列印的彈性四桿連桿,它透過一個盤繞的致動器(後者由熱處理尼龍魚線製成)的扭轉獲得預載。一旦釋放出儲存的彈性能量,機器人就會在垂直和水平方向上跳躍,其水平距離遠遠超過受”叩頭蟲”啟發的前輩們。
托菲克及其同事製造並測試了108 個這樣的機器人,其中最小的僅重0.216 克,卻能跳躍60 倍於其身體長度的距離。希望有一天,這些機器人的後代能夠使用電池供電,配備感測器,應用於農作物監測或機械內部檢查等領域。
“據我所知,這是第一次有人展示昆蟲級機器人的長距離跳躍能力,」托菲克說。”這意義重大,因為它賦予了機器人有計劃的機動性,現在它可以從A地跳到B地,穿越比它自身大小還要崎嶇的地形。”
您可以在下面的影片中看到其中一個機器人的行動。
有關這項研究的論文最近發表在《智慧材料與結構》(Smart Materials and Structures)雜誌上。