UCLA造出11厘米青蛙机器人，靠拧弯弹性杆弹跳

这项研究由UCLA和密歇根大学团队完成，并发表在Science Advances上。其核心思路是利用弯曲的弹性杆：通过扭转弹性杆，机器人可以储存弹性势能，随后突然释放并向前跳跃。

这款机器人长11厘米，重98.2克，由尾部一对螺旋形弹性杆驱动。低功率电机慢慢拧紧弹性杆，当达到临界点时，储存的能量会突然释放，推动机器人向前跳。

值得注意的是，机器人并不依赖高功率执行器来完成跳跃。电机只是逐步为弹性杆加载，真正提供快速爆发力的是弹性杆本身。

研究人员在木头、布料、亚克力、皮革、草地、沙子六种表面上测试了这款机器人。它的平均速度达到2.46倍体长每秒，在木头上的峰值速度为3.21倍体长每秒。

作为对比，同款刚性腿版本的平均速度只有0.79倍体长每秒。在布料和草地上差距最明显：刚性腿版本几乎停住，而弹性杆版本仍能持续跳跃。

装上一对柔性鳍后，机器人能以约0.5倍体长每秒的速度游泳，还能转向和避障。这个速度与真实青蛙的游泳速度处于同一量级。

研究的关键设计原则是：决定弹性杆是缓慢变形还是突然弹跳的是它的形状，而不是尺寸。这一发现意味着，同样的设计规则可以缩放到毫米级机器人上。研究人员强调，小型化不会改变基本的跳跃行为。

传统的小型跳跃机器人通常依赖刚性腿和复杂的机械结构，这类设计在松软或不平整的地面上容易失效。弹性杆方案则通过材料的弯曲和扭转来储存和释放能量，对表面的适应性更强。

研究团队认为，这种设计思路可用于开发在复杂地形中移动的小型机器人，比如灾后搜救、环境监测等场景。在这类场景中，小型机器人可能需要穿越瓦砾、植被、沙地和其他不可预测的表面。

该研究发表在Science Advances上，合作方包括UCLA和密歇根大学。机器人既能跳跃又能游泳，表明弹性失稳可以成为小型机器人中替代传统刚性机构的实用方案。

机器人的跳跃表现取决于弹性杆与表面的相互作用。在木头等硬表面上，机器人能高效蹬地并达到更高速度；在布料和草地等软表面上，刚性腿版本会失去牵引力，而弹性杆版本仍能快速释放能量并反复跳跃。

研究人员表示，弹性杆的形状可以调节，从而控制它是逐渐弯曲还是突然弹跳。这种可调性使同一基本机制能够适应不同尺度和表面，也减少了对复杂齿轮或关节的依赖。