34岁中国科学家研发“无腿”软体机器人，转向跳跃每秒138.4°( 三 ) 没有腿

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动图6|无腿软体机器人（来源：NatureCommunications）
此次单体机器人的头部液体腔和尾部空气腔并不对称，这是该团队专门设计的，只有这样才能实现单向运动。从当前的结构来说，尾部空气腔主要用于减重和平衡，如果简单将结构进行对称，会造成跳跃性能的下降。
相比三聚氰胺板材料或人工肌肉，此次使用的材料主要有两方面优势：一是驱动效率比较高、响应速度很快，特别适合开展结构驱动的一体化设计；二是成本比较低，单个驱动器的总价不到5毛钱。
目前，在小于8HZ的低频状态下，陈锐主要利用最优运动频率，来实现最具效率的前进跳跃方式。而在8HZ以上的高频状态下，机器人可呈现出慢速爬行的姿态，这一运动模式能让它做出比较紧密和精细的位置移动。
陈锐坦言：“其实我们并不需要追求两种模式运动的一致性，反而能很好地综合利用这两种不同的运动形式。 ”
而在制备机器人时，有时会遇到驱动特性不一致的问题，毕竟是手工制作，很难保证所有参数和环境条件绝对一致。因此，陈锐主要通过量化制作参数，来尽可能地保证机器人的一致性。此外在实际测试中，可通过调整控制策略，去消除掉轻微的运动差异。

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（来源：NatureCommunications）
可用于检测紫外线变化
通过安装光温传感器、以及光致变色染料等，机器人可用于检测温度和紫外线等环境变化。
通过集成其他传感器，它有望检测到更多的环境因素，比如工业环境和民用建筑中的污染物。
如果给这种形状的软体机器人涂上防水材料，再通上高频电压的话，理论上有望通过摇摆运动在水里游泳。这也正是陈锐正在开展的研究方向，他希望把这种驱动方式应用在水下机器人，借助摇摆和扑动实现类似于鱼类一样的运动。
投稿过程一波三折
实验过程中，当机器人第一次展现出优秀跳跃性能时，整个团队都大受鼓舞。因为相比此前调研的机器人样机，他们终于看到了自己团队制备的机器人的优势。
在论文的投稿过程中，也经历了一波三折，很多审稿人提出了宝贵意见，他们也前后修改多次，还补了很多实验，过程虽然煎熬但也让团队成长了不少。
目前，陈锐已经确定了后续研究计划，届时将主要围绕两方面：一是进一步优化新型电液驱动方式的性能，比如如何实现无系留作业，即让驱动器或机器人实现自供电；二是进一步拓展这种驱动方式的应用领域。
未来，他希望在解决掉工程化问题的基础上，将这种驱动方式应用在更多软体机器人上。
具体来说，未来陈锐将研究机器人的可扩展性、以及参数优化，从而让软致静电弯曲执行器实现更好的跳跃性能，他还将开发出无系留无腿软跳机器人以及相关应用程序。
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支持：猫学长
参考：
【34岁中国科学家研发“无腿”软体机器人，转向跳跃每秒138.4°】1、Chen,R.,Yuan,Z.,Guo,J.etal.Leglesssoftrobotscapableofrapid,continuous,andsteeredjumping.NatCommun12,7028(2021).https://doi.org/10.1038/s41467-021-27265-w