跳躍是很多生物與生俱來的本領(lǐng),但對于沒有膝蓋的不死人和形態(tài)各異的機(jī)器人來說,跳躍顯然不是一個最優(yōu)先的選項(xiàng)。

腳踝高的坎過不去
2014 年,國外某個以吸血蝙蝠為靈感來源的跳躍機(jī)器人雖然達(dá)到了當(dāng)時機(jī)器人跳躍的最高紀(jì)錄 3.7 米,但是也就比人類紀(jì)錄高了一米多,和想象中機(jī)器人上天入地的概念還是有點(diǎn)差別。

而在今年早些時候,加州大學(xué)圣塔芭芭拉分校的研究人員發(fā)明了一種全新的小機(jī)器人,其能力讓它迅速成為了跳高界嗖嗖跳起的新星,都不用測量,光是肉眼就能看出這可比上一個小蝙蝠跳得高得多得多,堪稱無聲竄天猴。


等它到達(dá)最頂端,再掉下來也要等上好一會。

這時,它的跳躍高度已經(jīng)達(dá)到了前所未有的 31 米,超過普通 10 層樓的高度。

甚至能達(dá)到自由女神像的眼睛。

起跳的瞬間快到人眼幾乎察覺不到,在慢鏡頭下,機(jī)器人早已上天,而人類卻還傻乎乎地盯著原地。

但別看它起跳的樣子很颯很帥,蓄力的樣子卻有一丟丟狼狽。
從開始蓄力到蓄力完畢,為了攀升 30 多米的高度,整個過程往往要持續(xù)大概一分多鐘,這不僅關(guān)乎跳躍的成功與否,也和整個小機(jī)器人的精妙設(shè)計(jì)有關(guān)。

油管上的科技頻道 Veritasium 就為我們詳細(xì)介紹了一下它的構(gòu)造和原理:在它的底部,有著四個碳纖維材質(zhì)的細(xì)條,并且靠著橡膠帶,也可以說是猴皮筋,綁住連接至中央的連接桿上。

這一大團(tuán)柔韌性極佳的東西共同構(gòu)成了一個強(qiáng)力彈簧,儲存彈跳所需的巨大能量。

而在前部的箭頭內(nèi)部,有一個小型電機(jī),連接著一根固定在機(jī)器人屁股處的細(xì)繩。

當(dāng)電機(jī)啟動時,它就會逐步拉短細(xì)繩,四周的碳纖維細(xì)條便會開始壓縮蓄力。大概一分半鐘后,整個機(jī)器人達(dá)到最大蓄力,隨時都有可能發(fā)射出去。

箭頭底部的外側(cè)還附有三個可控制的簡易支架,通過調(diào)整可以讓機(jī)器人以任意角度發(fā)射上天,不局限于垂直方向。


發(fā)射瞬間,從 0 到百公里的時速只要極短的 9 毫秒,加速度一度達(dá)到 300 個 G,而人類最多只能承受不到 10 個 G。


當(dāng)然,能跳這么高的原因還和它非常低的自重有關(guān),機(jī)器人從頭到腳只有 30 克,而一個雞蛋也只有大概 50 克。

優(yōu)質(zhì)的材料也讓它能比任何其他彈性材料儲存更多的能量。

而且這種碳纖維細(xì)條加皮筋的設(shè)計(jì)最終呈現(xiàn)的效果比單獨(dú)用任何其中一種材料來得都要好,研究人員愿稱其為有史以來最好的彈簧。


而長達(dá)一分半的收縮過程,據(jù)研究人員解釋也是一個必要的時間花費(fèi),它可以讓機(jī)器人的彈簧在這個過程儲備更多能量。
這個道理就像圖上這老哥穿的跳跳鞋。

想要靠鞋里的彈力帶跳得更高,總得先通過幾次上下的跳躍來存一些能量,這些能量會在你最終的搏命一跳中釋放,幫助你跳得更高。

目前,這個小機(jī)器人在科學(xué)家的計(jì)劃中可以被當(dāng)做外星勘探的好幫手,尤其是在月球上。
經(jīng)過計(jì)算,這小竄天猴可以在月面跳出 125 米的高度,并且至少 500 米遠(yuǎn)。

這在面對月球車無法處理的深溝和懸崖時,可就派的上大用場了,能去也能回。

而且據(jù)研究人員說,他們還有過此種機(jī)器人放大 10 倍版的構(gòu)思,雖然隨著體積增大阻力也變大,但是儲存能量的彈簧同時也變得更大,這反而一定程度上讓阻力沒那么礙事,能跳得更高也說不一定。


要是再研究研究,這從月球一下子就能跳回地球的神技,未來是不是也有能實(shí)現(xiàn)的一天了?

(文中圖片素材來源自網(wǎng)絡(luò),僅供學(xué)習(xí)交流使用)
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