獵豹是陸地上奔跑速度最快的生物，奔跑過程中，它們通過脊柱的彎曲來獲得速度和力量。受獵豹這種力量和速度啟示，美國(guó)北卡羅萊納州立大學(xué)機(jī)械與航空工程系助理教授尹杰團(tuán)隊(duì)，開發(fā)了一種新型軟體機(jī)器人——LEAP機(jī)器人，從外觀來看，LEAP機(jī)器人長(zhǎng)約7厘米，重約45克。

無(wú)論是在固體表面，還是在水中，該機(jī)器人都比其他軟體機(jī)器人移動(dòng)得更快，該機(jī)器人還可以輕松地抓取物體，也具有足夠大的力量舉起重物。相關(guān)研究論文已發(fā)表在《Science》子刊Science Advances上。

“我們受到獵豹的啟發(fā)，創(chuàng)造了一種具有彈簧動(dòng)力，雙穩(wěn)態(tài)脊柱的軟機(jī)器人，這意味著該機(jī)器人具有兩種穩(wěn)定狀態(tài)。我們可以通過將空氣泵入軟硅膠機(jī)器人內(nèi)襯的通道，來實(shí)現(xiàn)在兩種穩(wěn)定狀態(tài)之間的切換。在這兩種狀態(tài)之間切換會(huì)釋放大量能量，從而使機(jī)器人可以快速對(duì)地面施加力。這使機(jī)器人可以在整個(gè)表面奔馳，這也意味著機(jī)器人的腳會(huì)離開地面。” 尹杰表示。

尹杰認(rèn)為，以前的軟機(jī)器人更像爬行器，它們始終與地面保持接觸，但這反而限制了機(jī)器人的速度。

過往的軟體機(jī)器人，速度最快的可以在堅(jiān)固的表面以每秒0.8倍體長(zhǎng)的速度移動(dòng)。LEAP則能以大約3Hz的低驅(qū)動(dòng)頻率達(dá)到每秒2.7倍體長(zhǎng)的速度移動(dòng)。LEAP還能夠在陡峭的斜坡上前進(jìn)，這對(duì)于向地面施加較小作用力的軟機(jī)器人來說，相當(dāng)有挑戰(zhàn)性，甚至不可能實(shí)現(xiàn)。

除了在陸地上運(yùn)動(dòng)外，LEAP還具有在水中運(yùn)動(dòng)的能力。論文稱，與過去最快的游泳軟機(jī)器人每秒0.7倍體長(zhǎng)的速度相比，LEAP機(jī)器人附有鰭而不是腳，能夠以每秒0.78倍體長(zhǎng)的速度游泳。

同時(shí)，LEAP還能協(xié)同工作，完成抓取物體的動(dòng)作。使用多個(gè)軟體機(jī)器人進(jìn)行協(xié)同工作，通過調(diào)整機(jī)器人的力道，LEAP能提起像雞蛋一樣的物體，以及重達(dá)10公斤以上重量的物體。

研究人員指出，LEAP的設(shè)計(jì)更像是一種概念驗(yàn)證。他們認(rèn)為未來可以通過修改設(shè)計(jì)，可以使它變得更快、更強(qiáng)大。

至于這款機(jī)器人的未來應(yīng)用，尹杰稱，潛在的應(yīng)用包括在速度至關(guān)重要的搜索和救援領(lǐng)域，以及工業(yè)制造領(lǐng)域里。

“例如，想象一下生產(chǎn)線上的機(jī)器人速度變得更快，但仍然能夠處理易碎物品的情況?！?尹杰稱，“我們也愿意與私營(yíng)部門合作，可以微調(diào)技術(shù)，將其納入公司的運(yùn)營(yíng)中?！?/p>

疫情期間，由于社交隔離需求，機(jī)器人的遠(yuǎn)程操作能力得到了更好的發(fā)揮。更有科學(xué)家在《科學(xué)機(jī)器人》雜志上指出，機(jī)器人技術(shù)能夠在對(duì)抗疫情過程中發(fā)揮重要作用，而此次疫情則提供了一個(gè)契機(jī)，可能會(huì)推動(dòng)相關(guān)技術(shù)的進(jìn)一步研究。

對(duì)于軟體機(jī)器人來說，由于具備高安全性以及能與人類、惡劣環(huán)境進(jìn)行自適應(yīng)性交互，軟體機(jī)器人擁有了傳統(tǒng)剛性傳機(jī)器人難以具備的功能。比如，軟體機(jī)器人在執(zhí)行抓取作業(yè)時(shí)因其自身的柔軟性而能改變自身形態(tài)，對(duì)一些易碎品和不規(guī)則物體進(jìn)行抓取時(shí)，采取包裹形式抓取，不會(huì)損壞物體。