以发夹为灵感的快速软体机器人可以实现简单快速地移动

为了赋予软体机器人实用性，必须让其具备简洁、轻便且节能的特性，同时还要保持合理的运行速度。而一种全新的机制，正是基于我们生活中常见的发夹所得到的灵感。

想象一下你轻轻摆弄发夹，它在凹陷和凸起两种状态间灵活转换。受到这一自然现象的启发，哥伦比亚大学的一支科学家团队研发出了所谓的发夹机制（HCM）。

在现阶段的概念验证形式中，这一装置主要由一条预应力的半刚性塑料条构成，底部配备有简单的驱动装置。当你对塑料条施加少量的压力时，整个条状物会迅速反应，从一个稳定状态跃迁到另一个稳定状态，放大了施加的力。

这种设置不仅利用极少的电力产生大量的快速运动，还允许机器人的框架作为其推进形式。这种机器人的机械结构更加简单，制造成本降低，而且体重更轻。

在测试中，科学家们展示了这一技术的实力。他们创造了一条会游泳的机器人鱼，它使用单驱动发夹机制来拍打尾巴。还有一只四足机器人，它使用双驱动发夹机制在平面上疾驰。

这条结构简单的机器鱼游动的速度令人惊叹——最高时速达到每秒435毫米（或每秒2.0个身体长度）。而四足机器人的最高速度也达到了每秒313毫米（每秒1.6个身体长度）。据该团队称，这些速度远超过了之前类似的小型软体机器人的记录。

类似的研究也引起了全球科学家的关注。例如，北卡罗来纳州立大学最近也创造了一个游泳机器人，它利用类似发夹的机制在水中快速移动。这项由Zechen Xiong、Yufeng Su和Hod Lipson领导的论文已经提交给2023年国际机器人和自动化会议，引起了业界的广泛关注与期待。这种基于自然启发的创新不仅展示了科技的力量，也展现了人类对未来的无限想象与探索精神。