北京時(shí)間 9 月 15 日早間消息，據(jù)報(bào)道，目前，奧地利約翰內(nèi)斯?開(kāi)普勒大學(xué)科學(xué)家最新研制出能夠高速奔跑、游泳和跳躍的可操控軟體機(jī)器人，在測(cè)試過(guò)程中，機(jī)器人達(dá)到了每秒 70 倍體長(zhǎng)的奔跑速度，該結(jié)果是令人驚奇的，因?yàn)榧词故谦C豹 (地球上奔跑速度最快的陸地動(dòng)物) 也只能達(dá)到每秒 23 倍體長(zhǎng)的速度！

堪比機(jī)器人“小獵豹”

盡管它們可能是地球上速度最快的軟體機(jī)器人，但人們不要期望它們達(dá)到絕對(duì)速度記錄，因?yàn)樵摍C(jī)器人的身體僅有毫米等級(jí)大小。軟體機(jī)器人不同于工廠、餐館和科學(xué)展覽中看到的傳統(tǒng)機(jī)器人，前者是由聚合物和形狀記憶合金 (這些合金會(huì)隨溫度變化而改變形狀) 等柔性材料制成，柔軟的材料會(huì)使機(jī)器人的功能類似于生物體或者活體組織，相比之下，傳統(tǒng)機(jī)器人則是由塑料、鋁和金屬等剛性材料制成。

長(zhǎng)期以來(lái)，科學(xué)家們一直試圖創(chuàng)造出速度足夠快的軟體機(jī)器人，以便在其他機(jī)器無(wú)法工作的極端環(huán)境中運(yùn)行，它們可以在醫(yī)療領(lǐng)域發(fā)揮重要作用，例如：超速機(jī)器人可能會(huì)取代結(jié)腸鏡檢查等侵入性方法，醫(yī)生可以使用超速軟體機(jī)器人檢查任何傳統(tǒng)診斷機(jī)器人難以檢查的身體器官 (例如胃) 是否異常。

超速機(jī)器人

這種超速機(jī)器人是使用一種叫做 galinstan 的液態(tài)金屬合金制成，它由錫、鎵和銦元素組成，通常 galinstan 不用于制造軟體機(jī)器人，軟體機(jī)器人一般采用硅基彈性材料制造。該研究報(bào)告第一作者、約翰內(nèi)斯?開(kāi)普勒大學(xué)軟物質(zhì)物理學(xué)家毛國(guó)勇 (音譯) 博士說(shuō)：“這種材料最重要的特性是它在室溫下是液態(tài)，同時(shí)也具有高導(dǎo)電性，這將有助于制造柔軟、可變形的線圈結(jié)構(gòu)。”

研究人員使用液態(tài)金屬 3D 打印技術(shù)制造 galinstan 線圈，這些 3D 打印線圈被嵌入彈性外殼中，使用一個(gè)驅(qū)動(dòng)器控制它們的形狀，這就產(chǎn)生了一個(gè)能夠提供快速驅(qū)動(dòng)和推進(jìn)的線圈狀軟體電磁機(jī)器人 (SEMR)，研究人員依據(jù)機(jī)器人移動(dòng)的基底配備了 L 形或鋸齒形“腳”。

軟體電磁機(jī)器人采用鋰聚合物電池提供動(dòng)力，其超快運(yùn)動(dòng)由電磁執(zhí)行器 (將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的組件) 驅(qū)動(dòng)，執(zhí)行器是磁響應(yīng)元件，因此快速移動(dòng)的機(jī)器人可以很容易地使用靜態(tài)磁場(chǎng)進(jìn)行控制。在測(cè)試過(guò)程中，這種栓系機(jī)器人在飛機(jī)上移動(dòng)速度為每秒 35 倍體長(zhǎng)，在三維折疊物體表面上的移動(dòng)速度為每秒 70 倍體長(zhǎng)，此外，在水下測(cè)試中，它們的游泳速度為每秒 4.8 倍體長(zhǎng)。毛國(guó)勇指出，我們認(rèn)為這是機(jī)器人領(lǐng)域一項(xiàng)頗有前景的新技術(shù)，未來(lái)具有很大潛力，我們無(wú)法找到任何類似的技術(shù)，利用一種柔軟的功能材料，就能在非常高的速度下完成許多任務(wù)。

超速機(jī)器人的未來(lái)

同時(shí)，研究人員還對(duì)無(wú)栓系軟體機(jī)器人原型進(jìn)行了速度測(cè)試，結(jié)果顯示它們的游泳速度是每秒 1.8 倍體長(zhǎng)，陸地最大移動(dòng)速度是每秒 2.1 倍體長(zhǎng)，目前，他們計(jì)劃進(jìn)一步提高無(wú)栓系機(jī)器人的工作效率和性能表現(xiàn)。

毛國(guó)勇和同事表示，使用液態(tài) 3D 打印技術(shù)研制更多毫米等級(jí)軟體電磁機(jī)器人，有助于未來(lái)制造體型更大的超速軟體機(jī)器人。

近年來(lái)，科學(xué)家致力于研制軟體機(jī)器人，出現(xiàn)了許多類型的軟體機(jī)器人，一些軟體機(jī)器人可以幫助我們從海洋中清除塑料垃圾，另一些能讓我們研究分析月球和火星表面高溫沙漠。對(duì)于所有軟體機(jī)器人而言，速度是一個(gè)很大的限制因素，超速軟體電磁機(jī)器人技術(shù)或?qū)⑼黄七@個(gè)瓶頸限制。