科学探索|跑得比猎豹快的机器人:还能游泳跳跃 大小仅为毫米级
各位请打开脑洞,猜猜比猎豹跑得还快的机器人长什么样?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 。
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△为了让人看清楚,将动作放慢了10倍
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 。
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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 。
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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 ” 。
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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:
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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 。
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