軟體“小獵豹”

本刊綜合

你們知道陸地上奔跑速度最快的動物是什么嗎？

沒錯，獵豹。受它的啟發，美國北卡羅來納州立大學的研究人員研制出一種軟體機器人，這種機器人長得像軟糖，身長約7厘米，質量約45克，卻能以每秒2.7倍于自身長度的速度行走，還可以上陡坡奔跑，下到水中游泳，巧妙地抓取物體。

軟體機器人長這樣

“小獵豹”軟體機器人由兩個軟性氣動執行器和一個彈性彈簧驅動的機械脊柱組成，擁有“雙穩態”脊柱結構。何為“雙穩態”？“小獵豹”軟體機器人在蹬地或騰空至極限時，氣動執行器和彈簧的能量均處于最低點，這便是“雙穩態”。

想象一下獵豹奔跑時的體態，脊背伸展，四肢伸長騰空，落地時脊背彎曲，四肢收縮交錯蹬地。既然是以獵豹為原型，那么“小獵豹”軟體機器人也是這么跑的。它內部的兩個軟性氣動執行器模擬脊柱，在充氣時分別向上和向下彎曲，通過空氣泵交替彈開，實現正弓蹬地和反弓騰空的形態轉換。這樣的設計賦予了它“蹬地”的力量，從而在地面上躍進。

實力不容小覷

模仿獵豹的“小獵豹”軟體機器人運動能力如何呢？

“小獵豹”軟體機器人在大約3赫茲的低驅動頻率下，速度可達到每秒 2.7 個體長，約 18.75 厘米/秒，是此前最快速度的3倍多。另外，這種機器人不僅能在陡峭的斜坡上奔跑，還能在水中快速游泳，甚至在物品抓取方面也是“尖子生”。

在入水試驗時，研究人員將“小獵豹”軟體機器人的軟性氣動執行器重新封裝，以適用于水下運動。結果顯示，“小獵豹”軟體機器人在水中的行進速度最快可達 11.7 厘米 / 秒，比另外兩個軟體機器人分別快 32% 和 122%。

進行抓取作業時，“小獵豹”軟體機器人不僅能夠抓取雞蛋這種易碎物品，11.4千克重物也不在話下。

研究人員認為，通過修改設計，“小獵豹”軟體機器人還可以變得更快、更強，未來或許可以幫助搜索和救援，以及應用于工業生產。