受猎豹启发 尹杰团队开发了一种新型软体机器人

猎豹是陆地上奔跑速度最快的生物，奔跑过程中，它们通过脊柱的弯曲来获得速度和力量。受猎豹这种力量和速度启示，美国北卡罗莱纳州立大学机械与航空工程系助理教授尹杰团队，开发了一种新型软体机器人——LEAP机器人，从外观来看，LEAP机器人长约7厘米，重约45克。

无论是在固体表面，还是在水中，该机器人都比其他软体机器人移动得更快，该机器人还可以轻松地抓取物体，也具有足够大的力量举起重物。相关研究论文已发表在《Science》子刊Science Advances上。

“我们受到猎豹的启发，创造了一种具有弹簧动力，双稳态脊柱的软机器人，这意味着该机器人具有两种稳定状态。我们可以通过将空气泵入软硅胶机器人内衬的通道，来实现在两种稳定状态之间的切换。在这两种状态之间切换会释放大量能量，从而使机器人可以快速对地面施加力。这使机器人可以在整个表面奔驰，这也意味着机器人的脚会离开地面。” 尹杰表示。

尹杰认为，以前的软机器人更像爬行器，它们始终与地面保持接触，但这反而限制了机器人的速度。

过往的软体机器人，速度最快的可以在坚固的表面以每秒0.8倍体长的速度移动。LEAP则能以大约3Hz的低驱动频率达到每秒2.7倍体长的速度移动。LEAP还能够在陡峭的斜坡上前进，这对于向地面施加较小作用力的软机器人来说，相当有挑战性，甚至不可能实现。

除了在陆地上运动外，LEAP还具有在水中运动的能力。论文称，与过去最快的游泳软机器人每秒0.7倍体长的速度相比，LEAP机器人附有鳍而不是脚，能够以每秒0.78倍体长的速度游泳。

同时，LEAP还能协同工作，完成抓取物体的动作。使用多个软体机器人进行协同工作，通过调整机器人的力道，LEAP能提起像鸡蛋一样的物体，以及重达10公斤以上重量的物体。

研究人员指出，LEAP的设计更像是一种概念验证。他们认为未来可以通过修改设计，可以使它变得更快、更强大。

至于这款机器人的未来应用，尹杰称，潜在的应用包括在速度至关重要的搜索和救援领域，以及工业制造领域里。

“例如，想象一下生产线上的机器人速度变得更快，但仍然能够处理易碎物品的情况。” 尹杰称，“我们也愿意与私营部门合作，可以微调技术，将其纳入公司的运营中。”

疫情期间，由于社交隔离需求，机器人的远程操作能力得到了更好的发挥。更有科学家在《科学机器人》杂志上指出，机器人技术能够在对抗疫情过程中发挥重要作用，而此次疫情则提供了一个契机，可能会推动相关技术的进一步研究。

对于软体机器人来说，由于具备高安全性以及能与人类、恶劣环境进行自适应性交互，软体机器人拥有了传统刚性传机器人难以具备的功能。比如，软体机器人在执行抓取作业时因其自身的柔软性而能改变自身形态，对一些易碎品和不规则物体进行抓取时，采取包裹形式抓取，不会损坏物体。

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