以发夹为灵感的快速软体机器人可以实现简单快速地移动:环球百事通

(资料图)

为了使软体机器人具有实用性，它必须简单、轻便、节能，但仍有合理的速度。一种新开发的机制符合这一要求，它的灵感来自于生活中常见的发夹。如果你曾经摆弄过发夹，你可能已经注意到它可以在两种稳定的配置之间来回弹动，只有凹陷和凸起两种状态。受这一功能的启发，哥伦比亚大学的一个科学家团队已经开发了所谓的发夹机制（HCM）。

在其目前的概念验证形式中，该装置由一条预应力半刚性塑料条组成，其底部有一个简单的驱动装置。每次装置驱动向塑料施加少量压力时，整个条状物就会作出反应，从一个稳定状态迅速移动到另一个稳定状态，放大施加的力。

这种设置不仅使用少量的电力来产生大量的快速运动，而且它还允许机器人的框架作为其推进形式。因此，这种机器人的机械结构不那么复杂，建造成本较低，而且比原来更轻。

在对该技术的测试中，科学家们创造了一条会游泳的机器人鱼，它使用单驱动发夹机制来拍打它的尾巴，还有一个四足机器人，它使用双驱动发夹机制在平面上奔跑。

这条结构简单的机器鱼能够以每秒435毫米（或每秒2.0个身体长度）的最高速度游动，而四足机器人的最高速度为每秒313毫米（每秒1.6个身体长度）。据该团队称，这些速度比以前类似的小型软体机器人的记录要高得多。无独有偶，我们不久前曾报道过，北卡罗来纳州立大学最近创造的一个游泳机器人--它同样利用一个类似发夹的机制以每秒3.74个身长的速度在水中移动。

关于这项研究的论文--由Zechen Xiong, Yufeng Su和Hod Lipson领导--已经提交给2023年国际机器人和自动化会议。

关键词： 稳定状态 最高速度 无独有偶

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