「弹跳力」在很多运动项目中是很重要的,跳高、跳远、篮球,甚至足球都需要足够的弹跳力。
NBA联盟历史上有很多垂直弹跳达到非常高的球员,比如乔丹、詹姆斯、卡特……今年3月,锡安·威廉姆森在接受采访时候表示他的垂直弹跳有46.5英寸(大约118.11厘米),简直逆天!
最近,加州大学伯克利分校仿生微系统实验室研发出了一个微型跳跃机器人 Salto,体重仅有100g,是目前最敏捷、跳跃能力最好的有腿跳跃机器人,平均每隔0.58秒就可以进行一次高达1.2米的跳跃,跳跃敏捷性为1.7m/s。
这项研究成果发表于国际著名杂志《科学》的最新子刊《科学·机器人》的创刊号上。
让我们来欣赏一下这款敏捷、跳跃能力最好的有腿跳跃机器人!
关于Salto
01
设计灵感
Salto 的设计灵感来自的是动物界垂直跳跃能力最强的动物——非洲婴猴。非洲婴猴体型很小,最长的种类体长不会超过38厘米,行动敏捷,善于跳跃,一跃可达3~5米。
研究人员通过观察婴猴跳跃时的蓄力姿势,肌腱所储存力量后的动作来创造机器人的结构,Salto 的结构就是模仿婴猴的,能实现婴猴弹跳能力的78%左右,可实现蹲伏姿势,通过蓄力在“肌腱“中可以让 Salto 跳得更高。
02
弹跳高度
Salto 机器人可以实现原地多次弹跳(如下图所示,弹跳次数可达到100次),单次起跳的高度可达1.2米。体格娇小的它可以一跃达到自身高度三倍的高度!
研究者称,有效的跳跃运动不仅仅指跳跃的高度,还在于跳跃的频率。
“敏捷性”指的是微型机器人在不断重复跳跃过程中能达到的跳跃高度,更专业的说法是“跳跃系统在进行重复跳跃运动时能达到的最大平均垂直速度”。
所以,假设夜猴每0.78秒能够跳跃1.7米高度,其敏捷性为2.2米每秒。。
Salto弹跳精确度是如何炼成的?
与从前相比,Salto 的腿依然极富弹跳力,尾巴也依然负责调节跳跃的角度。
虽然硬件没有发生变化,但运动控制层面的进化,足以令机器人焕然一新。
伯克利团队,为机器人开发了新的控制器,相当于给它升级了大脑,就算目标点位不断移动,也不影响它“指哪打哪”。
研究人员还通过比较人在跨越障碍时的姿势和机器人的跳跃来进一步改善结构。
加州大学伯克利分校的研究人员已经升级了这款机器人,赋予它许多新功能,并在2019机器人与自动化国际会议(ICRA)上进行了展示。
Salto机器人结构
Salto跨越时的表现
研究人员设计了一套无线电控制系统,使 Salto 可以完成更加复杂的动作,如原地弹跳、穿越障碍物、以及跟踪移动目标等。
研究实验室研究人员称,部队作战环境混乱且不断变化,这些研究对于实现未来军事行动所需的机动能力、行动速度和态势感知能力至关重要。
讲在最后
小型机器人可以做很多事,比如去大型机器人或人类无法活动的地方。
假设在灾难发生时,而人类被困在碎石碎砖里面,这时像 Salto 这样的机器人就可以用于寻找受灾的人们,并且不会对救援者带来危险,甚至会比没有辅助工具的救援者更快。
“我们希望 Salto 不仅体型小,还能够跳得很高、很快,这样它们在困难的环境中也能行走自如了。”