仿生蚱蜢跳跃机器人技术探究

瑞士洛桑联邦理工学院智能系统实验室的研究人员发明了一种仿生蚱蜢跳跃机器人（见图7-18）。就身长和体重而言，其跳跃距离比现存任何跳跃式机器人都要远出10倍以上。有关研究人员表示：“我们设计的这个机器人拥有同蚱蜢一样的跳跃性能。沙漠蚱蜢身长只有3 cm，可是它的跳跃距离长达1m。为了设计出跳跃性能如此好的机器人，我们对蚱蜢进行了仔细分析，并应用了同样的生物力学设计原理。”

这款机器人运用了类似跳蚤、蚱蜢、草蜢和青蛙的机制来储存能量，依靠一个微型电池和电动机给两个弹簧充能。这两个弹簧可以迅速释放能量，实现强有力的跳跃和超迅速的加速，每充电3 s就可以进行高达320次跳跃。洛桑联邦理工学院的有关研究人员说：“这种跳跃式的仿生形态非常特别，因为它使得微型机器人能够行走通过多种类型的越野地形，这是其他任何行走机器人或轮式机器人所无法做到的。这些微型跳跃式机器人可以装配太阳能电池，实现跳跃间的反复充电，从而可被大量用来多方探索地球或其他行星上的偏远地区。”

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图7-18 仿生蚱蜢跳跃机器人

仿生蚱蜢跳跃机器人是完全模仿蚱蜢后腿生理跳跃功能，机器人利用四杆机构对其进行模拟还原，以确保跳跃时能获得良好的力学特性。这款机器人的设计制作为研究跳跃类机器人的能量存储、弹跳力学、机构仿生、自动控制提供了一个实验载体，为研制低功耗、高效率、机动性好的跳跃机器人提供了基础平台。应用这种机器昆虫，可以在战场上进行侦察、运送物品，或在其他星球进行探路等任务。