可简单快速移动的软体机器人研究

为了使软体机器人具有实用性，其必须简单、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，其灵感来自于生活中常见的发夹。   如果你曾经摆弄过发夹，可以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开发出所谓的发夹机制（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。   在该技术的测试中，科学家们创造了一条会游泳的机器鱼，它使用单驱动发夹机制来拍打尾巴，以及一个四足机器人，它利用双驱动发夹机制在平坦的表面上驰骋。  

  这条结构简单的机器鱼能够以每秒435毫米（或每秒2.0个体长）的最高速度游泳，而四足动物的最高速度为313毫米/秒（每秒1.6个体长）。根据该团队的说法，这些速度远高于以前类似的小型软体机器人的记录。 据该团队称，此次设计的软体机器人速度比以前同类型的小型软体机器人的记录要高很多。   无独有偶，此前报道过的北卡罗来纳州立大学创造的一个游泳机器人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。

编辑：黄飞