清華大學《Science Robotics》發文速度驚人的軟體機器人！與加州大學伯克利分校共同開發

導讀

近日，清華大學與加州大學伯克利分校共同在《Science Robotics》上發表了一篇其軟體機器人研究成果的論文。雖然該軟體機器人看起來就像一張彎曲的小紙條，它卻能夠以每秒20個體長的超快速度移動，並且重力踩踏之後運動如初，特性神似『小強』。

編輯：小木

這是一隻小到只有3cm×1.5cm大小的薄片機器人，薄到只能用掃描電子顯微鏡才能真正看到機器人是由什麼製成的：一個熱塑層夾在鈀金電極之間，用粘合劑硅膠粘合到底部的結構塑料上。

當給這隻小的薄片機器人通以交流電（最低可以為8V，通常約為60V）時，機器人內部的熱塑性塑料便會頻繁的伸展和收縮。此時，機器人前面的『小腳』便會通過不停的震動向前移動。

機器人的移動步態

據介紹，該機器人完成一個完整的步進周期僅需要50ms，相當於200Hz。這樣，在高頻的運動步態下，機器人便可以以每秒20個體長的速度高速向前移動。

而且，由於本身材料的優勢，即使給它超過自身體重100萬倍的壓力，它也能在碾壓消失之後，恢復原來的運動模式。

除了在平地上高速移動，它還能以每秒1個體長的移動速度攀爬15度的斜坡。

此外，該機器人還能在載重為自身重量6倍的情況下，自如前行。

經對比，清華大學與加州大學伯克利分校共同研發的這款機器人的速度和堅固性在很大程度上是其他軟機器人無法比擬的。有了這樣優秀的特質，此款機器人在未來能更好的應用於環境探索，結構檢查，信息偵查和救災等領域。

番外

很多人可能不理解清華大學該款機器人每秒20個體長的移動速度是什麼概念。對此該團隊還展示了自然界中某些品類動物的移動速度和其其中的關係比較：

該圖表顯示了一些哺乳動物（紫色區域），節肢動物（橙色區域）和軟體機器人（藍色區域）的體重與速度的對應關係。對於哺乳動物和節肢動物，顯示出相對於體重的強烈的負定標法：隨著體重減小，速度增加。然而，對於軟機器人而言，這種關係似乎正好相反：隨著體重的減少，速度會降低。

而圖片中紅星位置為清華大學和加州大學伯克利分校共同開發的軟體機器人，顯然它處在的位置為節肢動物所處區域，擁有和她們相似的特性即：隨著體重的減少，達到了更高的速度。

舉個體長與移動速度的例子：在圖標中數字39的位置（左上角），是1916年在加利福尼亞州的一塊岩石下發現的一種微小的蟎蟲。該蟎蟲大小不到1毫米，但它可以以每小時0.8公里的速度運行，即每秒322個身體長度，使它成為地球上相對於自身大小最快的陸地動物。如果人類相對於我們的體型跑得那麼快，我們將以每小時超過2,000公里的速度行駛。

由此可以看出，雖然清華大學這款機器人為軟體機器人，但卻有著如節肢動物一般優秀的移動速度，即隨著自身重量的減小移動速度增加。這也是這項研究難能可貴的一點。

END

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