软体“小猎豹”

◆本刊综合

你们知道陆地上奔跑速度最快的动物是什么吗？

没错，猎豹。受它的启发，美国北卡罗来纳州立大学的研究人员研制出一种软体机器人，这种机器人长得像软糖，身长约7厘米，质量约45克，却能以每秒2.7倍于自身长度的速度行走，还可以上陡坡奔跑，下到水中游泳，巧妙地抓取物体。

软体机器人长这样

“小猎豹”软体机器人由两个软性气动执行器和一个弹性弹簧驱动的机械脊柱组成，拥有“双稳态”脊柱结构。何为“双稳态”？“小猎豹”软体机器人在蹬地或腾空至极限时，气动执行器和弹簧的能量均处于最低点，这便是“双稳态”。

想象一下猎豹奔跑时的体态，脊背伸展，四肢伸长腾空，落地时脊背弯曲，四肢收缩交错蹬地。既然是以猎豹为原型，那么“小猎豹”软体机器人也是这么跑的。它内部的两个软性气动执行器模拟脊柱，在充气时分别向上和向下弯曲，通过空气泵交替弹开，实现正弓蹬地和反弓腾空的形态转换。这样的设计赋予了它“蹬地”的力量，从而在地面上跃进。

实力不容小觑

模仿猎豹的“小猎豹”软体机器人运动能力如何呢？

“小猎豹”软体机器人在大约3赫兹的低驱动频率下，速度可达到每秒 2.7 个体长，约 18.75 厘米/秒，是此前最快速度的3倍多。另外，这种机器人不仅能在陡峭的斜坡上奔跑，还能在水中快速游泳，甚至在物品抓取方面也是“尖子生”。

在入水试验时，研究人员将“小猎豹”软体机器人的软性气动执行器重新封装，以适用于水下运动。结果显示，“小猎豹”软体机器人在水中的行进速度最快可达 11.7 厘米 / 秒，比另外两个软体机器人分别快 32%和 122%。

进行抓取作业时，“小猎豹”软体机器人不仅能够抓取鸡蛋这种易碎物品，11.4千克重物也不在话下。

研究人员认为，通过修改设计，“小猎豹”软体机器人还可以变得更快、更强，未来或许可以帮助搜索和救援，以及应用于工业生产。