这个小机器人可以跳到三英尺高

这个小机器人可以跳到三英尺高

未来,成群的小型单足机器人可能会穿越人类无法穿越的危险区域,执行搜救任务。它们将能够像单足袋鼠一样跳过瓦砾。如今,它们的前身原型在大多数跳跃后往往会摔倒。

着陆需要改进,但跳跃本身就令人印象深刻。这个名为 SALTO 的机器人可以跳到一米高的空中。对于一个手掌大小、看起来像一只带发条的鸟腿、背上绑着电池的机器人来说,这可不是一件小事。

“我们希望能够跳得又高又快,”机器人开发者之一邓肯·哈尔丹 (Duncan Haldane) 在Science Robotics举办的电话会议上说道。

SALTO 是“跳跃式地形障碍运动”的缩写,它仅用一只脚蹬地即可实现超强跳跃。机器人从蹲伏姿势开始,可以利用其机载马达将能量传输到弹簧。弹簧至关重要。如果没有它,SALTO 达到的高度将令人惊叹不已。

加州大学伯克利分校的团队从非洲小型灵长类动物婴猴(也被称为丛林猴)中汲取灵感,开发了这款机器人。SALTO 机器人的超级蹲伏姿势借鉴了这些小型灵长类动物在一次跳跃中跳跃近两米时所采取的类似弯腰姿势。

婴猴无与伦比的杂技表演启发了加州大学伯克利分校的团队以类似的方式设计他们的机器人。Ryan Somma

与其他跳跃机器人不同,SALTO 和婴猴一样,可以反复跳跃。SALTO 能够快速将腿收回到超级蹲伏位置,为再次跳跃做好准备。到目前为止,该团队已经测试了 SALTO 跳到墙上、定位自己以及从墙上弹起以获得更高跳跃高度的能力。但 SALTO 在空中保持平衡的能力相当差,这使得长时间向前运动变得棘手。

在空中,SALTO 可以感知自己的方向,并用一条小尾巴进行微调。这不足以进行大规模的重新定位,但足以在垂直表面上进行第二次跳跃。之后,它需要一张巨大的网或一双等待的手,以确保其脆弱的框架不会受到损坏。

SALTO 并不是目前跳跃高度最高的机器人,但能够跳到两米或更高高度的机器人往往会作弊。它们依靠较长的弹簧卷发来积蓄力量。SALTO 可以储存较少的弹簧能量,速度更快,但总体而言跳跃效率更高。

另一位 SALTO 开发人员 Ron Fearing 表示,在爬楼梯比赛中,他们的机器人会赢。“上弦的机器人可能会领先一步,因为它一开始会跳四个台阶,但我们会超过它,因为我们可以跳得更频繁。”

这种能够更快速地进行较小范围跳跃的能力是该团队相信 SALTO 未来版本将在搜救行动中发挥巨大作用的原因,即使机器人本身无法抬起钢梁来帮助被困在下面的人。“机器人本身不会把人从倒塌的建筑物中拖出来,”费林说。“我们的想法是,机器人将能够在废墟上移动,并能够进行探索。”

但即便是能够穿越危险区域并标出重要的搜索地点,也是很有价值的。“我们之所以关心速度,是因为你可以计算出被困在废墟中的人的生存几率与时间的关系。而这个比率永远不会上升,”霍尔丹说。“时间总是在流逝。”

但首先要克服一些障碍。不是实际的障碍,因为 SALTO 应该很擅长克服这些障碍。其他障碍包括它的电池寿命以分钟为单位,并且只能沿直线行驶。

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