灵感来自猎豹生物力学，研究人员建立世界纪录的快速软机器

时间：2022-04-14 14:25:05 来源：

研究人员启发了猎豹生物力学，研究人员已经开发出一种新型的软机器人，能够在固体表面或水中移动比前几代软机器人更快。

研究人员启发了猎豹生物力学，研究人员已经开发出一种新型的软机器人，能够在固体表面或水中移动比前几代软机器人更快。新型软机器人也能够精致地抓住物体 - 或具有足够的力量来提升重物。

“猎豹是土地上最快的生物，他们从他们的刺弯曲产生了速度和力量，”北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程助理教授杰寅说，新的纸张软机器人。

“我们受到了猎豹的启发，可以创建一种具有弹簧动力的软机器人的软机器，这一类型的”双稳态“脊椎，这意味着机器人有两个稳定状态，”尹说。“我们可以通过将空气泵入柔软的硅胶机器人的通道，快速切换这些稳定状态。两种状态之间的切换释放大量能量，使机器人能够快速施加抗地面的力。这使得机器人能够围绕地面疾驰，这意味着它的脚离开了地面。

“以前的软机器人是爬行物，始终保持与地面接触。这限制了他们的速度。“

由猎豹的生物力学启发，研究人员开发了一种新型软机器，能够在固体表面或水中更快地移动比前几代软机器。

最快的软机器，直到现在，在平坦的固体表面上每秒高达0.8体长度的速度。新的软机器人称为“利用弹性不稳定性的放大性能”（LEAP），能够达到每秒高达2.7体长度的速度 - 超过三倍 - 以大约3Hz的低致动频率。这些新机器人也能够耗尽陡峭的倾斜，这可能是挑战或不可能对施加较低的力的软机器人。

这些“疾驰”的跳跃机器人长约7厘米，重约45克。

研究人员还证明了飞跃设计可以提高软机器人的游泳速度。连接鳍，而不是脚，一个LEAP机器人能够以每秒0.78体长度的速度游泳，与前一个最快的游泳软机器人每秒0.7体长度。

“我们还证明了使用几个软机器人一起工作，如钳子，抓住物体，”尹说。“通过调整机器人施加的力量，我们能够将物体抬起精致作为鸡蛋，以及重量10公斤或更多的物体。”

研究人员注意到这项工作是概念证明，并且乐观地说，他们可以修改设计，使得甚至更快，更强大的飞跃机器人。

“潜在的应用包括搜索和救援技术，速度是必不可少的，而工业制造机器人，”尹说。“例如，想象的生产线机器人更快，但仍然能够处理脆弱的物体。

“我们开放与私营部门合作，以微调方式将这种技术纳入其运营。”

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参考：“利用弹性不稳定性进行扩增性能：脊柱启发高速和高力柔软机器人“由yichao唐，yinding chi，jifeng sun，tzu-hao huang，omid h. maghsoudi，安德鲁·斯普等，建国赵，昊苏和杰尹，2020年5月8日Propance.doi：
10.1126 / sciadv.aaz6912.

本文“利用弹性稳定性放大性能（LEAM）：脊柱启发的高速和高力软机器，”将于200月8日在杂志上发布。本文的第一个作者是伊希堂，前博士。杰寅的学生，当尹在寺庙大学的教师时。本文是由博士，博士学位撰写的。纳邦国家的学生; omid maghsoudi和寺庙的安德鲁斯威斯;孙登孙和江罗科罗拉多州立大学;和纽约城市大学的Tzu-Hao Huang和Hao Su。

这项工作是通过国家科学基金会的支持，根据“授权”2010717和2005374。

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