跳跃机器人向蚱蜢学习物理知识

跳跃机器人向蚱蜢学习物理知识

值得称赞的是,蚱蜢在院子里和树枝间跳跃需要的专业知识比看上去要多得多。需要考虑的因素非常微小,例如发射台材料的阻力(草叶有弹性吗?植物的嫩枝易碎吗?),以及所需的距离、速度和着陆点。

大多数跳跃机器人无法与这种昆虫竞争,因为它们的跳跃仅限于极其坚硬的表面。但卡内基梅隆大学工程学院的研究人员开发的一种新型弹跳机器人却突破了这些障碍,并展示了未来自主设备如何运作的巨大潜力。

[相关:观看这些小虫子用屁股弹射尿液。]

由机械工程学教授 Sarah Bergbreiter 领导的科学家团队最近优化了用于推动机器人向上的闩锁机制。以前,这些闩锁主要被认为是简单的“开/关”开关,可以释放储存的能量。然而,Bergbreiter 和她的团队使用数学建模来说明这些闩锁既能够控制能量输出,也能够控制跳伞者和发射面之间的能量传输。

图片来源:卡内基梅隆大学

为了测试他们的工作,该团队将一个小型跳跃机器人放置在树枝上,并记录了其跳跃最初瞬间的精确能量传输。通过观察机器人跳跃前树枝的反冲力,他们可以发现该设备至少恢复了机器人在起飞前首先传输到树枝的一点能量。

“我们发现闩锁不仅可以调节能量输出,还可以调节跳伞者和跳伞环境之间的能量传递,”伯格布雷特说。

研究人员还注意到,在其他情况下,使用不同的闩锁类型,能量回收也出现了“非常规”现象。在这些情况下,树枝实际上在机器人跳离地面后为其提供了一点推力,从而返回了部分动量,将其推得更高。

[相关:这个微型机器人像壁虎一样抓握,像尺蠖一样移动。]

现在,研究人员对跳跃开始时的互动有了更好的了解,他们可以开始研究如何将其融入未来的机器人设计中。同样,生物学家可以更好地了解昆虫如何在草地或沙地等各种地形中移动。

“设计可控的昆虫大小的机器人几乎是不可能的,因为它们的发射时间只有几毫秒,”Bergbreiter 解释道。“现在,我们可以更好地控制我们的机器人是跳起一英尺还是三英尺……闩锁——我们的机器人中已经需要的东西——可以用来控制我们以前无法控制的输出,这真是令人着迷。”

<<:  为了降低食物排放,考虑一下你的晚餐吃了什么

>>:  人类可能早在 5000 年前就开始骑马了

推荐阅读

《鲁邦三世:名为峰不二子的女人》的魅力与评价:最高级别的刺激与人物深度

《鲁邦三世:名叫峰不二子的女人》的号召力与评价《鲁邦三世:名为峰不二子的女人》是一部于 2012 年...

GAD GUARD [完整版]:必看动漫指南

《Gadguard [完整版]》:描绘未来城市的黑暗与希望的宏大故事《Gad Guard [完全版]...

在谷歌眼镜上寻找真正有用的应用程序

尽管谷歌眼镜公司在 11 月中旬才发布了眼镜开发套件 (GDK),但那些能够获得售价 1,500 美...

为什么科学家让吸血蝙蝠在跑步机上奔跑

如果你问跑步者在长距离比赛前吃什么,你可能会得到各种各样的答案。有些人会建议在比赛前一小时吃一顿水果...

400 年的望远镜:了解宇宙的一扇窗户

最早的望远镜被称为折射望远镜,由荷兰眼镜制造商于 17 世纪初制造。他们使用一对透镜——一个凸透镜安...

甚至实验室老鼠现在也戴上了 VR 头盔

让老鼠注意模拟环境的二维屏幕投影可能很棘手,因为它们倾向于注意周围的外部实验室设置。为了让老鼠专注于...

黑色星期五电脑特卖:30 多款笔记本电脑、台式机等

如果您今天花了很多时间在网上用笔记本电脑或台式机购物,您可能已经注意到它需要升级了。键盘上的碎屑和风...

美国联邦航空管理局为无人机业务扫清道路

无人机法即将做出不同寻常的改变:今天,随着美国联邦航空管理局 (FAA) 开放商业豁免制度,合法驾驶...

温度告诉蜜蜂现在几点

蜜蜂和人类一样,能够知晓时间。 “我们最早怀疑这一点可以追溯到 20 世纪,”研究时间感的范德堡大学...

人们把 Cyber​​truck 打磨成危险的车轮镜子

一款售价 149,999 美元的定制 Cyber​​truck 最近登上了头条新闻,因为它被打磨得像...

东京警方成立反无人机小队

如今,要阻止使用无人机的坏人,有时需要好人使用无人机。在东京,使用无人机的好人是新成立的警视厅小队,...

两万年前的洞穴壁画可能体现了早期的书写形式

在欧洲各地的洞穴中发现的一组神秘标记可能充当了史前动物百科全书。考古学家至少在 150 年前就已经知...

这些翻新 iPad 以极低的价格出售

苹果的产品总是让人们坐立不安,而且这种情况已经持续了很长一段时间。具体来说,几乎没有任何产品能像 i...

《小森同学无法拒绝!》的魅力与评价:绝对值得推荐的作品

“小森同学无法拒绝!” - 短篇动画的魅力和世界观“小森同学不能说不!”是一部于 2015 年播出的...

Prime Day 耳机特卖包括一些令人惊讶的高端型号

请在此处查看我们对PopSci和PopPhoto 的主要 Prime Day 报道。虽然亚马逊 Pr...