千里之外 @ 2016.12.11 , 19:27 ——

我們做出了史上最敏捷的跳躍機(jī)器人

日前，加州大學(xué)伯克利分校的工程師們只做了一只重達(dá)3.5盎司，身高10英寸的機(jī)器人。雖然體積不大，但是它的能耐不小。這只小機(jī)器人能夠跳到空中，同時(shí)在墻壁上進(jìn)行連續(xù)跳躍，還能夠連續(xù)進(jìn)行多次的垂直跳躍。

據(jù)《Science Robotics》雜志上一項(xiàng)新的研究報(bào)道，這款機(jī)器人是機(jī)器人歷史上跳得最高最為敏捷的一位。

研究團(tuán)隊(duì)驕傲的說，他們的機(jī)器人為之前人們給機(jī)器人運(yùn)動(dòng)能力下的否定打開了新的大門。他們表示，這款機(jī)器人以及其他類似的型號(hào)將來可能會(huì)被應(yīng)用在搜索及營(yíng)救工作的導(dǎo)航任務(wù)中。

靈感源自大自然

對(duì)了，這款機(jī)器人的名字叫做Salto(意思是在具有障礙的地形上進(jìn)行跳躍)，為了實(shí)現(xiàn)它的驚人跳躍能力，研究人員還對(duì)自然界那些自然界的跳躍高手們進(jìn)行了一番研究。在這些動(dòng)物中，他們尤其關(guān)注一種叫做夜猴的動(dòng)物，這種靈長(zhǎng)類動(dòng)物能夠在五秒內(nèi)連續(xù)跳躍四次，跳躍高度接近28英尺。夜猴之所以具有這么逆天的跳躍能力，光靠肌肉肯定不行，其實(shí)關(guān)鍵在于它們能夠儲(chǔ)存能量的肌腱。

通過機(jī)器人和動(dòng)物之間跳躍能力的比較，科學(xué)家們創(chuàng)建了新的度量標(biāo)準(zhǔn)來衡量物體在垂直方向上的跳躍能力。簡(jiǎn)單說，這種標(biāo)準(zhǔn)是用物體在地心引力條件下垂直起跳的高度乘以物體在跳躍瞬間產(chǎn)生的速度。Salto的機(jī)械垂直跳躍能力是5.7英尺每秒，這個(gè)數(shù)字比牛蛙要好(5.6英尺每秒)，但是稍遜于夜猴(7.3英尺每秒)。

加州大學(xué)伯克利分校機(jī)器人學(xué)的博士生Duncan Haldane在新聞發(fā)布上表示，用一種新的度量標(biāo)準(zhǔn)來衡量垂直方向的敏捷性使我們研發(fā)Salto的關(guān)鍵，因?yàn)橹挥羞@樣我們才能對(duì)自然界不同物種的跳躍能力進(jìn)行比較，從而在一個(gè)物種中找到設(shè)計(jì)靈感。

Salto的設(shè)計(jì)基于一種被稱為功率調(diào)節(jié)的能力。以夜猴為例，功率調(diào)節(jié)是對(duì)自然系統(tǒng)的一種適應(yīng)，它能夠?qū)⒓∪獾哪芰績(jī)?chǔ)存在肌腱中，然后在跳躍時(shí)釋放最大的能量。

夜猴能完成這么神奇的跳躍，是因?yàn)樵谒眢w蜷縮的時(shí)候，肌腱能夠儲(chǔ)存大量的能量。我們通過這種方法便能夠?yàn)镾alto創(chuàng)造垂直跳躍的能力。在它的內(nèi)部，研究者們用電機(jī)驅(qū)動(dòng)彈簧，從而形成與夜猴腿部類似的系統(tǒng)。通過功率調(diào)節(jié)，Salto在完成一次跳躍后并不需要進(jìn)行蜷曲蓄能，所以它能夠接二連三的完成連跳。

加州大學(xué)伯克利分校的工程師們指出，他們的機(jī)器人能夠達(dá)到夜猴跳躍能力的78%。

加州大學(xué)電氣工程和計(jì)算機(jī)科學(xué)的教授Ronald Fearing表示，我們利用仿生設(shè)計(jì)原則來提高工程技術(shù)，想必制作出跟活生生動(dòng)物一樣敏捷的機(jī)器人也是指日可待。