北航学生设计的微型机器人跳出自身长度的87倍!

全球前沿科学 2023-04-10 12:14:16

尽管跳蚤是令人讨厌的害虫,但应该表扬的地方必须表扬。这些只有3毫米长的微小生物一次跳跃可以跳到330毫米,这一距离几乎是它们身体长度的100倍。

北京航空航天大学三年级博士运睿德说“我们的灵感来自于自然界中的跳蚤,尽管它们体型很小,但可以释放出巨大的潜力,可以跳跃到接近其体长100倍的高度。机器人领域还没有人能够实现这一壮举”。

为了获得与跳蚤类似的跳跃能力,研究团队需要他们的机器人能够同时释放大量能量,因此他们创造了一个工作起来有点像迷你活塞发动机的机器人。

但它不是依靠燃料的燃烧,而是在活塞室内的正负电极之间释放高压放电,加热活塞内的空气,使其膨胀。放电结束后,腔室内的空气冷却,活塞回到原位,等待下一次放电。“通过这个循环,可以获得往复运动,带动机器人爬行和跳跃,”运睿德解释道。

在一系列实验中,这个只有3.4毫米宽的机器人能够跳跃296.25毫米长和156.28毫米高的距离。这相当于跳得比它自己的身长和身高分别高出87倍和45倍。

由于活塞发射时腿与地面之间的不对称摩擦,机器人还能够爬行。在本研究中,它在平坦表面上的爬行速度超过每秒46个身体长度。

“我们最初的实验只是为了验证这种新颖的驱动方式,但我们没想到机器人能像天然跳蚤一样跳得那么高,同时还表现出良好的爬行性能,”运睿德说。

研究人员说,基于机器人的毫米大小、快速爬行速度和良好的环境适应性,它可能对未来的一系列潜在探测和侦察应用有用,甚至可以作为研究跳蚤等小昆虫的一种手段——这正是机器人背后的灵感来源。

然而,这项工作仍处于早期阶段,当前原型存在许多局限性,需要在实现其实际应用之前加以解决。目前的原型必须用电线连接才能实现跳跃和爬行的高电压,而且它仍然缺乏转向能力。

“接下来,我们将进行研究,帮助机器人摆脱电线的束缚,实现自由跳跃和爬行,我们将结合多个驱动程序,实现机器人的可控跳跃和爬行,”云说,并指出团队可以探索使用执行器来控制机器人的运动。

研究人员说:“接下来,我们将进行研究,帮助机器人摆脱电线的限制,实现自由跳跃和爬行,我们将结合多个驱动器,实现机器人的可控跳跃和爬行。”他指出,该团队可能会探索使用致动器来控制机器人的运动。

6 阅读:1202
评论列表
  • 2023-04-12 01:22

    靠加热空气放屁飞行[呲牙笑]

    全球前沿科学 回复:
    这个比喻好像很恰当😂
  • 2023-04-13 15:25

    有这功夫不如驯化跳蚤做点正事

  • 2023-04-11 12:09

    外国机器人都能做表情了,你家机器人是根弹簧啊?侮辱观众智商啊?

    后世界 回复:
    现在所有的科学都是从西方来的,那你别用呗?
    乡吧佬 回复: 后世界
    你的思维跳跃太大了[无奈吐舌]
    全球前沿科学 回复:
    [点赞][点赞][点赞]
  • 2023-04-12 16:02

    如果有个三岁小孩参与了这事,你就能说这是他设计的了?

    全球前沿科学 回复:
    研究人员是北航的博士生

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