近日，據國際學術頂刊《科學》旗下子刊《科學·機器人學》刊登的文章，西班牙巴塞隆納科學技術研究所開發了一種基於骨骼肌的仿生混合軟體機器人。該機器人形似鰻魚，配備3D列印的蛇形柔性骨架，具有自我應激能力，能在外部環境下調整運動模式，速度最高可達每秒800微米，快於其他骨骼生物機器人。
仿生混合軟體機器人是繼微型游泳機器人、爬行機器人、步行機器人之後的一個新興領域。它是軟體機器人的「升級版」，其內部組件由原來的純人工合成材料轉向天然生物材料與合成材料組合。其中，生物材料可以提供人工材料無法精確復制的獨特特性，例如提高機器人對外界環境的應激能力。
論文連結：
https://robotics.sciencemag.org/content/6/53/eabe7577
一、配備3D柔性骨骼，增強生物機器人行動力
迄今為止，軟體機器人的大多數研究都涉及到骨骼肌或心臟肌肉的使用。以骨骼肌為基礎的生物機器人通常缺乏行動力和力量。
為解決這一問題，研究人員設計了一個形狀像鰻魚的水生生物柔性彈簧模型，並優化它的形狀。
柔性骨骼具有高靈活性、可變形性和能量吸收性等特點，對環境具有較強的適應性。
研究者將模型3D列印出來作為骨骼生物機器人的支架，長約260微米，形狀只允許朝著一個方向推進。
在移動電刺激下，骨骼生物機器人會產生肌肉收縮，從而壓縮骨骼彈簧；當刺激消除後，彈簧中的能量釋放出來，推動生物機器人前進。
二、滑行、爆發雙運動模式，配速可達每秒800微米
這一鰻魚形骨骼生物混合機器人具備滑行和爆發兩種運動模式。
在滑行模式下，它像小溪中的魚兒悠然慢速前行；在爆發模式下，它好似被驚動的魚兒，可以從靜止狀態快速切換到運動狀態。
測試表明，它能夠達到每秒800微米的速度，相當於每秒三個身體長度。
據研究者稱，這一配速已比任何其他基於骨骼肌的生物機器人都要快得多，並與基於心臟肌肉的生物混合機器人相當。
他們認為，他們的設計可能使得其他新的混合動力機器人具有更高的力輸出，可以用來使游泳機器人更快，或工作機器人更加強大。
結語：軟體骨骼將為仿生機器人增強行動力
在蛇形結構的3D柔性骨架的支持下，仿生機器人可以更靈活，在環境中適應性更強。
未來，3D柔性骨骼也將有更多外形，為仿生機器人提供更高的力量輸出。
來源：cnBeta
