华盛顿大学研发1克重跳跃机器人,可精确控制跳高
随着天空中嗡嗡作响、悬停飞行的无人机越来越多,那个不起眼的跳跃机器人值得关注。
跳跃是昆虫和两栖动物世界里流行的一种移动方式,能效比飞行高出近两个数量级。蚊子必须不断消耗能量才能保持在空中,而跳蚤只在跳跃时才做功。
这些成本节省在机器人世界也能带来回报:一群小型、简单的跳跃机器人可以用比飞行无人机低得多的成本探索一个地点。这些机器人可以在炼油厂找到气体泄漏,在农场监测水和肥料的使用,甚至探索其他行星。
放弃弹簧,用微型电机直接驱动,华盛顿大学的工程师们创造了DirectHop,一个约1克重的机器人,可以连续进行多次跳跃,跳高足以越过标准楼梯台阶。
机器人使用一个微型电机和三条折叠腿,把自己发射到指定跳跃高度,精度达到单厘米。落地后,DirectHop可以扭动身体翻身,准备下一次跳跃。
大多数跳跃机器人模仿跳蚤这类昆虫,本质上是弹簧加载的。跳蚤压缩然后释放外骨骼的一部分,把自己弹到自身高度50倍的距离。使用弹簧和闩锁的机器人也能移动惊人的距离,但它们没有简单的方法来校准跳跃距离,释放弹簧是全有或全无的动作。而且弹簧和闩锁是复杂的机械部件,在微小尺度上很难制造和操作。
DirectHop的解决方案是完全放弃弹簧。资深作者Sawyer Fuller说,在他们的设计中,三个最难的挑战是改变跳跃长度、自行翻身和重新加载以进行多次跳跃,DirectHop用一个全新的设计越过了这三道障碍。
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2026-09-24