各位请打开脑洞,猜猜(cāi)比猎(liè)豹跑得还快的机器人长什么样?
答案揭(jiē)晓 ——
是不是和你想(xiǎng)象中(zhōng)的不太一样?
首先这个(gè)小家伙确实是机器人,它属于软体机器人这(zhè)类。
另外别看它其貌不扬,但人(rén)家运动速(sù)度最快可达 70 体长 / 秒;而猎豹(bào)作为陆地上(shàng)跑得(dé)最快的(de)动物,最快速度(dù)也(yě)不过 23 体长(zhǎng) / 秒。
也(yě)就是说,这个(gè)小机器人的“奔跑”速度是猎(liè)豹的 3 倍多!
除了(le)跑,它还(hái)会游泳,在水中的速度可(kě)达 4.8 体长/ 秒,而奥运游泳冠(guàn)军速度约为(wéi)每秒(miǎo)一点几(jǐ)个体长。
在此说明一下,以体长 / 秒(BL / s)为单(dān)位的相对速度(dù),主要是为(wéi)了量化不同(tóng)大小生物体的速度。
这个超级(jí)灵活的机器(qì)人出于一群奥地(dì)利科(kē)学(xué)家之手(shǒu),相(xiàng)关科研成果目前已登上了(le) Nature 子刊(kān) Communications。
下面就来看看(kàn)这(zhè)个相貌平平的家伙为何能跑得这么快。
柔性材(cái)料(liào) + 电(diàn)磁感(gǎn)应实现快速移动
其中一(yī)个很(hěn)重要的因素就是它(tā)“软”。
常见的机(jī)器人一(yī)般都(dōu)是(shì)由金属和塑(sù)料等刚性材(cái)料制成的。
与(yǔ)之不同的是,制作软体机器人材(cái)料(liào)主要(yào)为:聚合物和形状记忆合(hé)金(jīn)等柔性(xìng)材料,这些合金会随(suí)着温度变化发生形变(biàn)。
这样其(qí)实和生物体或活组织(zhī)的方式运作更(gèng)相似(sì)。
就拿(ná)这(zhè)个软体电(diàn)磁机器人 (SEMR)来说(shuō),其线(xiàn)圈由一(yī)种(zhǒng)叫(jiào) Galinstan(镓(jiā)铟锡合金)的金属合金构成(chéng),是通过(guò)液体 3D 打(dǎ)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(jí)相连。
此外,该(gāi)机器人还配备了小(xiǎo)型自供电控制(zhì)器(qì)来控制形状(zhuàng),并(bìng)且还有 L 形或锯齿形 “ 脚 ”。
然后还(hái)有一个因(yīn)素(sù)就是它“弯。因为研究者表示,自然(rán)界中,许多动物都是(shì)靠(kào)弯曲(qǔ)身体的(de)扩张和收缩来快速(sù)移动的。
这里(lǐ)再回顾一下猎豹奔跑(pǎo):
至于(yú)这个机器(qì)人是(shì)怎么动的,它主要靠的就是电磁感应:在静态(tài)磁场中受到时变电流影响而(ér)运动。
研究者测(cè)试了它(tā)的速度并发现,这种软(ruǎn)体机器人在平面上的移动速(sù)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(měi)秒(miǎo)移动 70 倍体(tǐ)长。
据论文内容,这个(gè)速度比其他软体机(jī)器人快了(le)约 17.5 倍(bèi)。
除了跑得快还灵活且耐(nài)造
前文(wén)提到这个机(jī)器人还有(yǒu)控制器,这(zhè)玩意儿可以选择性(xìng)地控(kòng)制机器人身体的(de)不(bú)同部分,以实现转向、跳跃等动作(zuò)。
别看它长(zhǎng)得这么迷你(尺寸为 9mm×9mm×0.8mm),但实际(jì)上非(fēi)常耐造(zào):
当小机器人正(zhèng)在行走时,研究者“趁其(qí)不注(zhù)意(yì)”,用其体重(chóng) 1764 倍的外力把(bǎ)它压(yā)扁了。
结果,经过(guò)如此大的打击后(hòu),这个机器人表示:没事儿。
研究者指(zhǐ)出,这些功能(néng)也是很重要滴!因为这样它就能适(shì)应(yīng)更多(duō)复(fù)杂、恶劣(liè)的环境,具(jù)有(yǒu)更大的实用价值。