通过猎豹的启发,研究人员建立最快的软机器人,但

通过猎豹的生物力学的启发,研究人员已经研制出一种新型的软机器人,它能够更快速地移动在固体表面或在水中比软机器人上代。新的软机器人也能巧妙抓住对象的 - 或具有足够的强度,以提升重物。

“猎豹是陆地上速度最快的动物,他们得到他们的速度和力量,从他们的脊椎的弯曲,”印杰,在北卡罗莱纳州立大学的新机械和航空航天工程助理教授和通讯作者的论文中说:软机器人。

“我们被猎豹灵感,创造出一种具有弹簧为动力,‘双稳’脊椎,这意味着机器人有两种状态,软机器人,”尹说。 “我们可以迅速地将空气泵入该行的软,硅胶机器人渠道,这些稳定状态之间切换。这两种状态版本之间切换能量显著量,使机器人对地面迅速发力,这使得机器人在表面上驰骋,这意味着它的脚离开地面。

“以前的软机器人是爬虫,保持与在任何时候都接触地面。这限制了他们的速度。”

最快的软机器人直到现在可以在高达每秒0.8体长度上平坦,固体表面的速度移动。新的类软机器人,这是所谓的(LEAP)“用于扩增的性能利用弹性不稳定性”的,都能够达到高达的速度为每秒2.7体的长度,超过快三倍,在约3HZ低致动频率。这些新的机器人也能够运行陡峭的倾斜,这可以用于软机器人是具有挑战性或者不可能使出更少的针对地面力量。

这些“奔腾” LEAP机器人是大约7厘米长,重约45克。

研究人员还证明,LEAP设计可以提高游泳速度的软机器人。附接翅片,而不是脚,相比于每秒0.7体长度为前最快游泳软机器人LEAP机器人能够以每秒0.78身体长度的速度游泳。

“我们也展示了同心协力,像铁钳使用几​​种软机器人,以抢的对象,”尹说。 “通过调整由机器人施加的力,我们能够提升对象作为细嫩一个鸡蛋,以及物体重量在10公斤以上。”

研究人员指出,这项工作作为概念验证,并乐观地认为他们可以修改设计,使LEAP机器人,甚至更快,更强大。

“潜在的应用包括搜索和救援技术,其中速度是至关重要的,而工业制造机器人,”尹说。 “举个例子,假设生产线的机器人是快,但仍然能够处理易碎的物体。

“我们愿意与私营部门,他们可以将这一技术应用到他们的操作进行微调的方式进行合作。”

这项工作是在根据授权2010717和2005374美国国家科学基金会的支持下完成的。

资源 North Carolina State University. "Inspired by cheetahs, researchers build fastest soft robots yet." ScienceDaily. ScienceDaily, 8 May 2020. <www.sciencedaily.com/releases/2020/05/200508145329.htm>.