受到猎豹生物力学的启发，研究人员开发出一种新型软机器人，这种机器人不仅能在固体表面或水中轻松移动，还能比前几代软机器人更快地移动。此外，这种新型软机器人还能轻易抓取物体，甚至能举起重物。

这篇研究论文发表在《科学》杂志的子刊《科学进展》上，标题为“利用弹性失稳提升性能：受脊椎启发的高速和高强度软机器人”。

北卡罗来纳州立大学机械和航空航天工程学助理教授、该研究的主要作者尹杰表示：“猎豹是陆地上速度最快的动物，它们通过弯曲脊椎来增加速度和力量。”他继续解释道：“我们的灵感来源于猎豹的脊椎结构，创造了一种拥有弹簧动力和双稳态脊椎的软机器人。这种设计允许机器人在两种不同的稳定形态之间快速切换。当从一种形态切换到另一种时，会产生大量能量，从而使得机器人能够迅速对地面施加力量。这种设计使机器人能够在地面上奔跑，即它的脚不会一直接触地面。”

相比之下，之前的软机器人更像是爬行器，它们始终与地面保持接触，这限制了它们的速度。截至目前，最快速的软机器人可以在平滑坚硬的表面上以每秒0.8倍身长的速度移动。而这款名为“LEAP”的新型软机器人，可以通过低频驱动，以大约3赫兹的频率，达到每秒2.7倍身长的速度，这一速度比以前快了两倍多。

此外，这种新型机器人还能在陡峭的斜坡上行驶，这对那些需要较少地面压力的软机器人来说是一个挑战，甚至有些软机器人无法做到这一点。

最新研发的LEAP机器人长度约为7厘米，重量约为45克。

研究人员还证明，LEAP设计可以提高软机器人的游泳速度。与之前最快的游泳软机器人每秒0.7倍身长的速度相比，LEAP机器人由于配备了鳍而不是脚，因此能够以每秒0.78倍身长的速度游泳。

尹杰补充道：“我们还展示了如何通过使用多个软机器人协同工作来抓取物体，比如用钳子夹起物体。通过调整施加的力量，这种机器人可以提起像鸡蛋这样精细的物体，也可以拎起重达10公斤或以上的物品。”

除了快速奔跑、抓取易碎物品和举起重物，LEAP机器人还可以应用于膝关节康复，帮助患者行走和跑步。

近年来，由于软机器人在与人类和恶劣环境互动时表现出更高的安全性和适应性，它们受到了广泛关注。软机器人能够实现许多传统刚性机器人难以实现的功能，例如精细操作、狭窄空间内的导航以及多自由度的驱动。尽管取得了显著进步，但在软机器人中实现高性能（如高速运动和高强度操作）仍然具有挑战性。

目前，这项研究仍处于概念验证阶段。未来，研究人员将进一步改进设计，使LEAP机器人更加高效和强大。他们还计划与私营部门合作，探讨如何将这项技术应用到实际场景中。

潜在的应用领域包括需要高速度的救援技术和工业制造机器人技术。例如，设想生产线上的机器人能够更快地工作，但仍能处理易碎物品。

这项研究得到了美国国家科学基金会的支持。