據(jù)機器人前瞻報道,美國佐治亞理工學(xué)院的工程師們以線蟲獨特的運動方式為靈感,成功開發(fā)出一款5英寸長的軟體機器人。這款機器人能夠跳躍高達10英尺,相當于籃球框的高度,展現(xiàn)了生物啟發(fā)工程在機器人設(shè)計中的巨大潛力。
線蟲是地球上最常見的生物之一,盡管體型極為細小(比人類頭發(fā)還細),卻能跳躍至自身體長20倍的高度,相當于人類躍上三層樓。研究團隊通過高速攝像機觀察發(fā)現(xiàn),線蟲利用身體彎曲形成“扭結(jié)”來儲存能量,從而完成前后跳躍動作。向后跳躍時,線蟲頭部上揚,身體中部收緊,形似蹲姿;向前跳躍時,頭部伸直,尾部翹起,形成類似立定跳遠的姿勢。這種機制使線蟲能在0.1毫秒內(nèi)釋放能量,實現(xiàn)高效跳躍。
基于線蟲的跳躍機制,研究人員通過模擬和實驗打造了這款軟體機器人。機器人采用硅膠材料制成,內(nèi)置碳纖維骨架以增強跳躍能力。團隊發(fā)現(xiàn),扭結(jié)不僅能儲存能量,還成為釋放能量的關(guān)鍵,使機器人能夠快速且反復(fù)跳躍。
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研究第一作者、佐治亞理工學(xué)院化學(xué)與生物分子工程系博士后Sunny Kumar表示,這種設(shè)計未來可用于開發(fā)能在復(fù)雜地形上跳躍的機器人,例如月球探測或搜救任務(wù)。研究共同第一作者Ishant Tiwari補充道,自然界中通常被視為缺陷的扭結(jié),在該研究中被成功轉(zhuǎn)化為優(yōu)勢,展現(xiàn)了生物啟發(fā)工程的潛力。
研究團隊指出,這種基于扭結(jié)的彈性系統(tǒng)簡單而高效,未來可利用碳纖維或其他材料制造能在多種地形上跳躍的機器人,為機器人技術(shù)的發(fā)展提供了全新思路。
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