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跑得比猎豹快的机器人来了,还能游泳跳跃,大小仅为毫米级 | Nature子刊

原标题:跑得比猎豹快的机器人来了,还能游泳跳跃,大小仅为毫米级 | Nature子刊

Alex 发自 凹非寺

量子位 | 公众号 QbitAI

各位请打开脑洞,猜猜比猎豹跑得还快的机器人长什么样?

答案揭晓——

为了让人看清楚,将动作放慢了10倍

是不是和你想象中的不太一样?

首先这个小家伙 确实是机器人,它属于软体机器人这类。

另外别看它其貌不扬,但人家运动速度最快可达70体长/秒;而猎豹作为陆地上跑得最快的动物,最快速度也不过23体长/秒。

也就是说,这个小机器人的“奔跑”速度是猎豹的3倍多!

除了跑,它还会游泳,在水中的速度可达4.8体长/ 秒,而奥运游泳冠军速度约为每秒一点几个体长。

在此说明一下,以体长/秒 (BL/s)为单位的相对速度,主要是为了量化不同大小生物体的速度。

这个超级灵活的机器人出于一群奥地利科学家之手,相关科研成果目前已登上了Nature子刊Communications。

下面就来看看这个相貌平平的家伙为何能跑得这么快。

柔性材料+电磁感应实现快速移动

其中一个很重要的因素就是它 “软”

常见的机器人一般都是由金属和塑料等刚性材料制成的。

与之不同的是,制作软体机器人材料主要为:聚合物和形状记忆合金等柔性材料,这些合金会随着温度变化发生形变。

这样其实和生物体或活组织的方式运作更相似。

就拿这个 软体电磁机器人(SEMR)来说,其线圈由一种叫Galinstan (镓铟锡合金)的金属合金构成,是通过液体3D打印技术制作的。

该线圈被嵌入弹性外壳,并露出一部分来与外部电极相连。

此外,该机器人还配备了小型自供电控制器来控制形状,并且还有L形或锯齿形 “ 脚 ”。

然后还有一个因素就是它 “弯。因为研究者表示,自然界中,许多动物都是靠弯曲身体的扩张和收缩来快速移动的。

这里再回顾一下猎豹奔跑:

至于这个机器人是怎么动的,它主要靠的就是 电磁感应:在静态磁场中受到时变电流影响而运动。

研究者测试了它的速度并发现,这种软体机器人在平面上的移动速度可达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。

除了跑得快还灵活且耐造

前文提到这个机器人还有控制器,这玩意儿可以选择性地控制机器人身体的不同部分,以实现转向、跳跃等动作。

别看它长得这么迷你 (尺寸为9mm×9mm×0.8mm),但实际上非常耐造:

当小机器人正在行走时,研究者“趁其不注意”,用其 体重1764倍的外力把它压扁了。

结果,经过如此大的打击后,这个机器人表示:没事儿。

研究者指出,这些功能也是很重要滴!因为这样它就能适应更多复杂、恶劣的环境,具有更大的实用价值。

研究者简介

发明这个机器人的研究团队来自奥地利约翰内斯开普勒大学 (JKU)

论文一作见通讯作者Guoyong Mao,本科就读于浙江大学,随后获得浙大固体力学博士学位,在硕博连读期间曾作为交换生去哈佛大学学习了一年。

他现任约翰内斯开普勒大学的软材料实验研究助理。

论文另一位通讯作者Martin Kaltenbrunner现任约翰内斯开普勒大学教授,并任该校软材料实验室负责人。

其实目前已有很多种软体机器人了,有的能从海洋中清除塑料垃圾,有的还能帮助人类研究月球和火星的炎热沙漠。

Mao和他的团队正在研发更多样化的软电磁机器人。他们表示,这的东西有小巧、跑得快等多项优点,所以具有很不错的发展前景。

未来,这种机器人应该可以用来检查人体中难以触及的器官 (比如胃)

当然,还能以更快的速度清理垃圾和探索环境。 (手动狗头)

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发布于:北京市
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