各位请(qǐng)打(dǎ)开脑洞,猜猜比猎豹跑得还(hái)快(kuài)的机器人长(zhǎng)什么样?
答案揭晓 ——
是不是和你想(xiǎng)象中的不太(tài)一样?
首先(xiān)这个小家伙(huǒ)确实是机器人(rén),它属(shǔ)于软(ruǎn)体机器人这类。
另外别看它(tā)其貌不扬,但人(rén)家运动(dòng)速(sù)度最快可(kě)达 70 体长 / 秒;而猎(liè)豹作为陆地上跑得最快的(de)动物(wù),最快(kuài)速度也不(bú)过 23 体长 / 秒(miǎo)。
也(yě)就是(shì)说,这个小机器(qì)人(rén)的“奔(bēn)跑”速(sù)度是猎豹(bào)的 3 倍多(duō)!
除了跑,它(tā)还会游泳,在水中(zhōng)的(de)速度可达 4.8 体长/ 秒,而奥运游(yóu)泳冠军速(sù)度约为每秒一点几个体(tǐ)长。
在此说(shuō)明一(yī)下,以体长 / 秒(BL / s)为单位的相对速度,主要是为了量(liàng)化(huà)不(bú)同大小生(shēng)物体(tǐ)的速度。
这个超级灵活的机器(qì)人出于一群奥地(dì)利(lì)科学家(jiā)之(zhī)手,相关科研(yán)成果目前已登上了 Nature 子刊 Communications。
下面就来看看这个相貌平(píng)平的家(jiā)伙(huǒ)为(wéi)何能跑(pǎo)得这(zhè)么快。
柔性材料 + 电磁感应实现快速移动(dòng)
其中一(yī)个很(hěn)重要的因素就是(shì)它“软(ruǎn)”。
常见的机器人一(yī)般都是由金属和塑料(liào)等刚性材料制成的(de)。
与之不(bú)同的是,制作(zuò)软体机器人材料主要为:聚合物和(hé)形状(zhuàng)记忆合金等柔性材料,这些合(hé)金会随着温度变化发生形变。
这(zhè)样其实和生物体或活组(zǔ)织的方式运作(zuò)更相似。
就拿这个软体电磁(cí)机器人 (SEMR)来(lái)说,其(qí)线圈由一种(zhǒng)叫 Galinstan(镓铟锡合金)的金(jīn)属合金构(gòu)成,是通过(guò)液体 3D 打印技术制作的。
该线圈被嵌入弹性(xìng)外壳,并露(lù)出(chū)一部(bù)分来(lái)与外(wài)部电(diàn)极相连。
此外,该机器人还配备了小型自供电(diàn)控制器来控制形状,并(bìng)且还有 L 形或(huò)锯齿形 “ 脚 ”。
然后还有一个因素就是它(tā)“弯。因为研究(jiū)者表示,自然(rán)界中,许多(duō)动物都是靠(kào)弯曲(qǔ)身体(tǐ)的扩张(zhāng)和收缩来(lái)快(kuài)速移动的。
这里再回顾一下猎豹奔跑:
至于这个机器(qì)人是怎么动的,它主要靠的就是电磁感应:在静态磁场(chǎng)中受到时变(biàn)电流(liú)影(yǐng)响而运动。
研究者测试(shì)了它的速度并发现,这(zhè)种软体机器(qì)人在平面上的(de)移动速度可达 35 体长 / 秒;而在三维折叠物体表面上,其移动速度达到最大值:每秒(miǎo)移动 70 倍体长。
据论文内容,这个速度比其他软体机器人快了约 17.5 倍。
除了(le)跑(pǎo)得快还灵活且耐造
前(qián)文(wén)提到这个机器(qì)人(rén)还有(yǒu)控制器,这玩意儿可以选择性地控(kòng)制机器(qì)人身体的不同部(bù)分,以实现(xiàn)转向、跳跃等动作。
别看它长得这么迷(mí)你(nǐ)(尺寸为 9mm×9mm×0.8mm),但实际上(shàng)非常耐造:
当小机器人正在行(háng)走时,研究(jiū)者“趁其(qí)不注意”,用其(qí)体重 1764 倍的外力把它压扁了。
结(jié)果,经过如此大的(de)打击(jī)后,这个机器人(rén)表示:没事儿。
研究者指(zhǐ)出,这些功能也(yě)是很重要滴!因为(wéi)这样它就能适应更多复杂、恶劣的环(huán)境(jìng),具有(yǒu)更大的实用价值。