软体机器人通常给人的印象是像毛毛虫那样缓缓爬行的形态,但最近研发出的软体机器人却能像猎豹一样快速移动。作为世界上跑得最快的陆地动物,猎豹通过快速弯曲脊椎来奔跑,这一特点启发了一支由美国科学家组成的团队,他们试图在软体机器人上模仿这种运动模式。这个装置被称为LEAP,全称是利用弹性不稳定现象提升性能。
这款名为LEAP的硅基机器人没有肌肉和生物脊椎,而是由两个软性气动执行器和一个带有弹性弹簧的机械脊椎构成。通过交替向这两个执行器充气或放气,使得空气在执行器中进出,能量得以储存并在瞬间释放,进而引发弹簧迅速将脊椎从一种波动形态转变为另一种。这样,机器人能够对地面施加力量,从而跃起。
采用这项技术,LEAP能在平坦且坚固的地面上以每秒2.7个体长的速度移动。此外,如果装备了鳍,其最大游泳速度可达每秒0.78个体长。相比之下,据说最快的常规软体机器人在水中的最高时速仅为0.8个体长,游泳速度为0.7。
实际上,研究团队已经制作了多个小型机器人,每个长约7厘米(2.8英寸),重量约为45克(1.6盎司)。当多个机器人协同工作时,它们可以从不同方向推动一件物体,然后共同伸展脊椎,将其从地面上抬起。