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# A8 l) l; ?" c% M8 Q) }0 c9 p
' d5 R; M. z& ?+ H9 i0 o2014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。 ![]()
! p4 j1 x5 ]$ _+ z; J$ Y/ a1 U9 C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。 ![]()
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等它到達(dá)最頂端,再掉下來也要等上好一會。 ![]()
) o" } v2 t% ?; u% N, n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。 ![]()
1 r5 f: Q' V: |, {% Y6 l甚至能達(dá)到自由女神像的眼睛。 ![]()
8 K5 F! g. f5 Q+ w6 g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。 : M# V D3 g* K8 K3 Z+ ?
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)。 $ n% z4 u+ t# S: P7 M/ u1 X6 N; e
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。 ![]()
5 g0 B+ K5 U2 L& E X9 `" t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。 . _0 p5 G& v, C6 y* K2 V
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。 ![]()
6 H' F% ~* n* ?6 U S7 l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。 ![]()
) V. c* L& O8 F! c7 N% u' x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。 ![]()
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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。 . H8 |' \' g% A& f# J. K
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: N. r. L! d. p7 `, Y0 F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。 ![]()
6 R( M, P9 w) } B5 ?& i) E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。 ![]()
: y- i, y" B0 X+ G. K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。 # S5 l# L' A( o1 M; E J* ^# T9 j
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* @/ \) g; ]) V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。 ![]()
1 \( _( z" ?$ k+ V1 G! v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。 7 h0 [ ]. `2 @. x8 e4 w1 w
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,這小竄天猴可以跳出125米的高度,并且至少500米遠(yuǎn)。 2 ]9 n1 g, w, q, T" P% J
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。 ( ?0 P+ H0 l8 f
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,這反而一定程度上減小了阻力,能跳得更高也說不一定。 ![]()
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- O! ^1 {; ] a, M4 k5 ~這構(gòu)思要是能實(shí)現(xiàn),如果在真空里做一個更巨型的跳躍機(jī)器人,是不是以后星際旅行都要改用跳的了? V! F2 k& }& F
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