毫米軟體機(jī)器人會奔跑會游泳，是機(jī)器人領(lǐng)域的“小獵豹”！

    在測試過程中，軟機(jī)器人達(dá)到了每秒70倍于其身長的奔跑速度。結(jié)果很驚人，因?yàn)榧词故谦C豹(地球上跑得最快的陸地動(dòng)物)也只能達(dá)到每秒23倍身長的奔跑速度！
    據(jù)報(bào)道，目前，奧地利約翰尼斯·開普勒大學(xué)的科學(xué)家們最新研發(fā)出了一種可以高速奔跑、游泳和跳躍的可控軟體機(jī)器人。在測試過程中，機(jī)器人已經(jīng)達(dá)到了每秒70倍于其身長的奔跑速度。結(jié)果是驚人的，因?yàn)榧词故谦C豹(地球上最快的陸地動(dòng)物)也只能達(dá)到每秒23倍于其身長的速度！

    堪比機(jī)器人“小獵豹”

    雖然它們可能是地球上最快的柔軟機(jī)器人，但人們不應(yīng)該指望它們能達(dá)到絕對速度記錄，因?yàn)闄C(jī)器人的身體只有毫米大小。軟機(jī)器人不同于在工廠、餐館和科學(xué)展覽中看到的傳統(tǒng)機(jī)器人。前者由聚合物、形狀記憶合金等柔性材料制成(這些合金會隨著溫度的變化而改變形狀)。軟材料將使機(jī)器人像活生物體或活組織一樣工作。相比之下，傳統(tǒng)機(jī)器人由塑料、鋁和金屬等剛性材料制成。

    長期以來，科學(xué)家們一直試圖創(chuàng)造出速度足夠快的軟機(jī)器人，以便在其他機(jī)器無法工作的極端環(huán)境中運(yùn)行。他們可以在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域發(fā)揮重要作用。例如，超速機(jī)器人可能取代結(jié)腸鏡等有創(chuàng)方法，醫(yī)生可以使用超速軟機(jī)器人檢查任何傳統(tǒng)診斷機(jī)器人難以檢查的身體器官(如胃)是否異常。

   超速機(jī)器人

    這種超高速機(jī)器人由一種名為galinstan的液態(tài)金屬合金制成，這種合金由錫、鎵和銦組成。galinstan通常不用于制作軟機(jī)器人，軟機(jī)器人一般由硅基彈性材料制成。研究報(bào)告的第一作者、約翰尼斯·開普勒大學(xué)軟物質(zhì)物理學(xué)家毛郭勇博士說:“這種材料最重要的特點(diǎn)是在室溫下為液體，同時(shí)具有高導(dǎo)電性，這將有助于制造柔軟的可變形線圈結(jié)構(gòu)。”

    研究人員使用液態(tài)金屬3D打印技術(shù)來制造galinstan線圈。這些3D打印線圈嵌入彈性外殼中，它們的形狀由驅(qū)動(dòng)器控制。這產(chǎn)生了一個(gè)線圈狀的軟電磁機(jī)器人(SEMR)，可以提供快速驅(qū)動(dòng)和推進(jìn)。根據(jù)機(jī)器人移動(dòng)的基礎(chǔ)，研究人員配備了L形或之字形的“腳”。
軟件電磁機(jī)器人由鋰聚合物電池供電，其超快速運(yùn)動(dòng)由電磁執(zhí)行器(將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的部件)驅(qū)動(dòng)。執(zhí)行器是磁響應(yīng)元件，所以快速移動(dòng)的機(jī)器人可以很容易地被靜態(tài)磁場控制。在測試過程中，這種繩系機(jī)器人在平面上以每秒35倍身長的速度移動(dòng)，在三維折疊物體表面上以每秒70倍身長的速度移動(dòng)。此外，在水下測試中，它們的游泳速度是每秒體長的4.8倍。毛指出，我們認(rèn)為這是機(jī)器人領(lǐng)域中一項(xiàng)很有前途的新技術(shù)，在未來有很大的潛力。我們找不到任何類似的技術(shù)。使用一種柔軟的功能材料，我們可以以非常高的速度完成許多任務(wù)。

    高速機(jī)器人的未來

    同時(shí)，研究人員還對無扣軟機(jī)器人的原型進(jìn)行了速度測試。結(jié)果表明，它們的游泳速度為每秒1.8倍體長，在陸地上的最大移動(dòng)速度為每秒2.1倍體長。目前，他們計(jì)劃進(jìn)一步提高無扣機(jī)器人的工作效率和性能。

   毛和他的同事們表示，利用液態(tài)3D打印技術(shù)開發(fā)更多毫米級軟件電磁機(jī)器人，將有助于未來制造更大的超速軟機(jī)器人。

    近年來，科學(xué)家們致力于軟機(jī)器人的研究和開發(fā)，出現(xiàn)了許多類型的軟機(jī)器人。一些柔軟的機(jī)器人可以幫助我們從海洋中清除塑料垃圾，而另一些則允許我們研究和分析月球和火星表面的高溫沙漠。對于所有的軟機(jī)器人來說，速度是一個(gè)很大的限制因素，而超速軟件電磁機(jī)器人技術(shù)可能會突破這個(gè)瓶頸。

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