这个小机器人可以跳到三英尺高

但它还无法完美着陆

未来,成群的小型单足机器人可能会跨越人类无法到达的危险区域,执行搜救任务。它们将能够像单足袋鼠一样跳过瓦砾。而如今,它们的早期原型机在大多数跳跃后都倾向于摔倒。

着陆还需要改进,但跳跃本身令人印象深刻。这个机器人,名为SALTO,可以跳到一米高。对于一个可以放在手掌上,看起来像一个绑着电池的发条鸟腿的机器人来说,这可不是一件容易的事。

“我们希望能够又高又快地跳跃,”机器人开发者之一邓肯·哈尔丹(Duncan Haldane)在《机器人科学》(Science Robotics)的一次电话会议上说。

SALTO,意为“地形障碍物的跳跃式运动”(Saltatorial Locomotion of Terrain Obstacles),仅用一只脚就能从地面蹬地,实现超强力的跳跃。通过从蹲伏姿势开始,机器人可以使用其内置电机将能量转移到一个弹簧。这个弹簧至关重要。没有它,SALTO的高度将无法令人印象深刻。

建造这个机器人的加州大学伯克利分校团队从一种名为婴猴(galagos)的小型非洲灵长类动物身上获得了灵感,它们也被称为“丛猴”(bushbabies)。SALTO从这些小型灵长类动物在单次跳跃近两米之前采取的类似蜷缩的姿势中借鉴了它的超级蹲伏姿势。

galago
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。瑞安·索马(Ryan Somma)

与婴猴一样,并且与其他跳跃机器人不同,SALTO可以反复跳跃。SALTO能够迅速将腿收回至超级蹲伏姿势,为下一次跳跃做好准备。到目前为止,该团队已经测试了SALTO跳向墙壁、调整姿势并从墙壁反弹以获得更高跳跃高度的能力。但SALTO在空中保持平衡方面相当糟糕,这使得长时间的前行变得困难。

在空中,SALTO可以通过一条小尾巴感知其姿态并进行轻微调整。这不足以进行大规模的重新定位,但足以瞄准第二次跳跃,以利用垂直表面。之后,它需要一个巨大的网,或者一对等待的手,来确保它脆弱的框架不会损坏。

SALTO并不是跳得最高的机器人,但能够跳到两米或更高的机器人往往会“作弊”。它们依靠长时间的弹簧上弦来为它们的尝试积蓄能量。SALTO可以更快地储存较少的弹簧能量,但整体跳跃效率更高。

另一位SALTO开发者罗恩·菲尔丁(Ron Fearing)说,在一场爬楼梯比赛中,他们的机器人会获胜。“那个上弦的可能会有一个很好的开局,因为它一开始会跳四步,但我们会超过它,因为我们可以更频繁地跳跃。”

正是这种更快速地进行小范围跳跃的能力,使得该团队相信未来版本的SALTO将在搜救行动中发挥巨大作用,即使机器人本身无法举起钢梁来帮助被困的人。“机器人本身不会将某人从倒塌的建筑物中拖出来,”菲尔丁说。“我们的想法是,机器人将能够在瓦砾上机动并进行探索。”

但即使能够导航危险区域并标记需要搜索的重要地点也可能很有价值。“我们之所以关注速度,是因为你可以根据时间来绘制被困在瓦砾中的人的生存几率图,”哈尔丹说。“而那个图永远不会上升。时钟总是在滴答作响。”

但首先需要克服障碍。不是真正的障碍物,因为SALTO应该擅长清除它们。其他障碍,比如它的电池寿命以分钟为单位,并且只能直线行驶。

 

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