34岁中国科学家研发无腿软体机器人是目前最快的软跳跃机器人

日前，一位名叫陈锐的中国青年科学家，打破了传统机器人的局限，研发出了一款令人惊叹的无腿软体机器人。这款机器人的问世，仿佛让我们看到了科幻与现实交融的奇迹。即使不需要腿，它也能跳跃自如。

这款名为“跃动梦想”的软体机器人，外形酷似科幻电影中的神奇装置。它的长度仅有6.5厘米，重量轻盈至1.1克，几乎可以忽略不计。尽管体积微小，它却能释放出惊人的能量。

得益于先进的电动液体技术，这款机器人能够实现快速而可控的持续跳跃。它的跳跃距离最远可达自身身高的7.68倍，每秒连续前跳的速度则是自身身长的6.01倍。这一表现让它在众多软跳跃机器人中脱颖而出，成为目前速度最快的软体机器人之一。

据悉，这款机器人背后的研发团队是由陈锐领导的一支才华横溢的队伍。他们的目标是利用创新的科技推动机器人技术的发展，展现出前所未有的潜能。这款无腿软体机器人的成功研发，无疑为未来的机器人技术开辟了新的道路。动图展示的无腿软体机器人（来源：Nature Communications）为我们揭示了一个充满无限可能的未来世界。随着科技的进步和创新思维的涌现，我们期待更多像这样的科技成果问世。动图 2 | 展示了一款无腿软体机器人（来源于Nature Communications）。这款机器人的运动表现令人惊叹，它不仅能够绕过各种障碍物，如电线、砾石堆、斜坡以及异形立方体等，展现出卓越的适应性和灵活性。

在连续向前跳跃的过程中，这款机器人的每次跳跃角度偏差都能精准地控制在8°以内。当将两个这样的软体机器人组合在一起时，它们甚至能以每秒138.4°的速度进行转向跳跃，显示出惊人的运动性能。

封面故事：无腿软体机器人的革命性跳跃——陈锐团队在Nature Communications上发表最新成果

在科技的前沿，一场无声的革新正在悄然发生。12月8日，重庆大学机械与运载工程学院的陈锐教授及其团队，在Nature Communications期刊上发表了一篇引人注目的论文。论文的标题为《能够实现快速、连续、转向跳跃的无腿软体机器人》（Legless soft robots capable of rapid, continuous, and steered jumping），这不仅是对软体机器人技术的一大突破，更是对机器人科技领域的一次深刻挑战。

陈锐作为这篇论文的通讯作者，他与团队共同研发的无腿软体机器人，展现了令人惊叹的连续跳跃能力。这一创新性的技术突破，打破了传统机器人的设计局限，开启了全新的科研视野。这项技术的出现，让人们对软体机器人的未来充满了期待。

这一重要的科研成果是对现有机器人技术的颠覆与超越。这种无腿软体机器人不仅能够快速移动，还能进行连续跳跃和转向操作，这标志着机器人技术在微观和宏观领域的跨越式发展。陈锐教授及其团队的这一成就，无疑将在机器人科技领域掀起一场革命性的变革。

随着这篇论文的发表，陈锐教授及其团队的研究成果已经引起了全球科研领域的广泛关注。他们的创新精神和卓越贡献，不仅为机器人科技的发展开辟了新的道路，也为未来的科学研究提供了无限可能。我们期待陈锐教授及其团队在未来能够带来更多的科技惊喜，推动机器人科技的持续进步。近年来，陈锐团队深入探索软体机器人的驱动机理与方法，特别是在追求高功率密度和快速响应的新型驱动方式上投入了大量精力。他们期望通过结构驱动一体化的创新设计，将这些先进技术应用于软体机器人中。跳跃作为移动机器人的一种基本运动形式，具有巨大的潜力。它能显著扩大陆地移动机器人的探索空间，并有效解决传统移动机器人绕行规避障碍的问题。陈锐团队的研究在跳跃驱动软体机器人方面取得了突破性进展，为软体机器人在未来实际应用中展示出了广阔的前景。

在图所示的论文中（来源：Nature Communications），他们详细阐述了其研究成果。该团队的研究不仅为软体机器人技术注入了新的活力，也为未来移动机器人的发展开辟了新的道路。他们的研究不仅具有理论价值，而且在实际应用中也具有巨大的潜力，有望为未来的移动机器人技术带来革命性的变革。（源自Nature Communications）跳跃机器人的研究之路充满了挑战，但为了提升其跳跃性能，对驱动器的功率密度和响应速度的要求也日益提高。为此，陈锐深入探索新型驱动器，并计划将其应用于跳跃机器人中进行验证。

他的研究之旅被划分为前、中、后三个阶段。在前期阶段，陈锐致力于深入研究现有的跳跃机器人，对其性能和技术特点进行全面的调研。中期阶段则更注重思考与创新，他致力于开发新型驱动方式，以期能为跳跃机器人带来革命性的进步。而到了后期，他将聚焦于对机器人的性能优化测试，确保新型驱动器能够在实际应用中发挥出卓越的性能。

每一个阶段都充满了挑战与机遇。陈锐的这项研究不仅要求他对现有的技术有深入的理解，还需要他具备前瞻性的创新思维。而最终的目标，则是打造出一款性能卓越、响应迅速的跳跃机器人，为人类的生活带来更多的便利与惊喜。陈锐的这项研究充满了无限的可能性，我们期待着他在这项研究上取得更多的突破。在前期调研阶段，他对各类机器人的驱动类型、跳跃性能等方面进行了深入剖析，对它们的优缺点进行了全面的综合分析，进而提炼出了一系列关键技术指标。这些研究基于一项权威来源——Nature Communications杂志的报道。（来源：Nature Communications）

在中期阶段，他聚焦于这些关键技术指标，对驱动器进行了创新设计。他和团队进行了多次迭代尝试，对驱动器的结构参数和驱动电压进行了优化，精益求精。这一系列工作，为机器人性能的提升奠定了坚实的基础。

后期工作则主要集中在机器人的跳跃和越障性能的测试与更新上，他深入探索了机器人的潜在应用场景。他深知只有通过实际测试，才能真实反映机器人的性能，因此在这一环节付出了大量的心血。在这一阶段，他不仅提升了机器人的性能，还进一步拓宽了机器人的应用领域，为其在实际场景中的应用打下了坚实的基础。Nature Communications报道】陈锐博士创造了一种革新性的技术，这项技术通过利用各向异性液体流动实现了能量的不平衡引发的跳跃运动。陈锐将电介质液体密封在一个半圆形的执行器中，通过这种设计，机器人能够展现出卓越的跳跃性能。

为了完善这一设计，陈锐在另一个半圆袋子中充入等体积的空气。这一创新布局使得电介质液体在执行器中呈现出各向异性流动的特性。当电极对液体电介质施加压力时，它能够实现快速向前流动，从而为机器人提供初始的跳跃动能。

这个独特的液体与空气的布局设计，让执行器即使在空气袋被拖动的情况下也能向前跳跃。这项技术的成功实现，不仅展示了液体电介质在机器人技术中的新应用，也预示着未来机器人运动性能的巨大提升。这项研究展示了通过巧妙利用液体的特性，我们可以实现更多令人惊叹的机器人技术突破。动图3揭示：无腿软体机器人的未来，源于Nature Communications的启示

通过观察上述三种类型的致动器，陈锐博士发现它们的跳跃动作背后的秘密：这一切都是由液体袋的部分膨胀引发的。这一发现为我们揭示了软体机器人的崭新可能。

在这之中，特殊的液空布局以及半圆形压缩结构，使得内部液体展现出各向异性的快速流动特性，这一特性如同一个动力源泉，产生大量的正向动能。这种布局和结构的设计巧妙，让软体机器人有了更活跃、更高效的跳跃能力。

除此之外，预弯曲框架的固定，这一创新设计在软致静电弯曲执行器的边缘，它的作用不可小觑。这个框架能指导变形方向，使软体机器人实现快速弯曲运动，进而产生垂直动能和水平动能。这种预弯框架结构的加入，大大提高了电液执行器的跳跃性能，为无腿软体机器人的发展开启了新的篇章。

陈锐博士的发现及这些创新设计，不仅让我们对软体机器人的未来充满期待，也为我们揭示了科技发展的无限可能。特殊的液空布局和预弯框架结构，将引领无腿软体机器人在各个领域展现其独特的优势和应用价值。这种独特的无腿软跳机器人，通过利用快速液体流动和身体的灵活弯曲，实现了惊人的跳跃能力，显著缩短了跳跃间隔时间。它的弹性设计帮助机器人在跳跃后迅速恢复原形，为下一次跳跃做好准备。

这个机器人由两个双轴向聚丙烯薄膜制成的塑料半圆形袋组成，带有柔性电极印刷，并通过两个导电带进行潜在的电线连接。其中，前袋充满电介质液体，后袋则填充了相同体积的空气或者非爆炸性的氦气。这种设计使得机器人能够在跳跃和着陆时保持平衡，实现稳定的姿态控制。

在研究过程中，柔性塑料聚氯乙烯环框被固定于机器人的边缘，并进行了预应变处理。这一步骤确保了机器人在跳跃过程中的稳定性和可靠性。值得一提的是，机器人的后气囊设计灵感来源于动物的尾部，对于保持跳跃和着陆时的平衡起到了至关重要的作用。

为提高机器人的跳跃性能，陈锐创新性地用非爆炸性气体氦气取代了袋中的空气。这一改进使得机器人在跳跃时更加稳定、高效，进一步拓展了其应用领域和潜力。

这种无腿软跳机器人在设计上的巧妙和创新，让我们不禁对未来的发展充满了期待。动图 4 | 展示了一款无腿软体机器人（图片来源于Nature Communications）。这款机器人的运动方式令人惊叹，它能够通过能量变化实现向前跳跃。

当对电极施加高电压后，介质电液体会从流出区流向没有电极覆盖的流入区。这种快速且各向异性的流动，为机器人提供了跳跃的初始动能。在这个过程中，前袋电极之间静电力的增加，引发了液体的快速流动，推动了机器人的前进。

不仅如此，当框架瞬间弯曲时，机器人能够“跃”入空中。它的快速起飞后，初始水平速度由框架末端与水平地面的反作用力决定。这种反作用力如同给机器人安装了一双“隐形的翅膀”，使其能够在空中自由穿梭。

在跳跃状态下，环框迅速释放弹性能量，介电液体回流，机器人便能够恢复到原始状态。这样的设计使得它能够为着陆后的下一次跳跃做好准备，持续展现其灵活的运动能力。

在科技的世界中，有一种软致静电弯曲执行器，它的设计理念源于液压放大的自修复静电致动器的静电跳跃现象。这一独特的设计灵感还来自于介电弹性体执行器的预变形框架所引发的周期性马鞍形弯曲。这一设计构思独具匠心，令人惊叹不已。当我们进一步了解这一技术时，会发现在致动器内部施加相同极性的电压，可以使电荷得以保留并在内部积累，从而防止致动器完全返回到其初始位置，影响下一次实验结果。为了保障实验结果的准确性，每次实验结束后都会逆转极性，并等待一分钟以释放保留的电荷。这种细致的操作流程确保了实验的严谨性和可靠性。值得一提的是，单个驱动器的成本极低，总价不到5毛钱，这无疑大大降低了技术的门槛和成本，使得更多人能够接触和体验这一前沿科技。让我们再次欣赏这个名为“无腿软体机器人”的动图（来源：Nature Communications），感受科技的魅力与无限可能。经过精心设计，陈锐团队创造了独特的力学分析模型和介质液体重心运动等效模型，为驱动器尺寸参数提供了优化方案。这些模型不仅深化了我们对机器人运动机制的理解，而且为进一步的创新提供了坚实的理论基础。

这款特殊的无腿软体机器人，凭借其独特的液体空气布局和边缘固定预弯曲框架，展现出惊人的连续前进和转向跳跃能力。它的各向异性液体流动周期性的弯曲特性，成功弥补了液压放大的自修复静电执行器的局限。

动图6展示的这个机器人，其头部液体腔和尾部空气腔的独特设计并非偶然。这种不对称设计正是该团队精心策划的结果，为了实现单向运动，这种设计是必要的。尾部空气腔不仅用于减重，还起到平衡作用。简单对称的结构设计反而会降低其跳跃性能，这正是团队深思熟虑的结果。

这个团队通过深入研究和实践，成功将理论与实践相结合，为我们呈现了一个充满创新和想象力的机器人设计。这种机器人不仅具有高效的运动能力，而且其设计理念和技术也具有前瞻性和创新性，为未来的机器人技术发展开辟了新的道路。 创新材料：机器人驱动的新纪元

传统的三聚氰胺板材料与人工肌肉在某些方面已然捉襟见肘，而此次所使用的材料则以其两大显著优势脱颖而出：

首要之优势在于其高效的驱动效率与迅速的响应速度，这为结构驱动的一体化设计带来了前所未有的可能性。想象一下，一个机器人能够如此敏捷地移动与反应，仿佛每一个动作都经过精心计算与编排，这确实让人惊叹不已。更为重要的是，这样的材料并不需要高昂的成本，单个驱动器的价格竟不到五毛钱！这种性价比无疑将极大地推动机器人的普及与应用。

在低频状态下，当频率小于8HZ时，陈锐巧妙地利用最优运动频率，使机器人能够实现最具效率的前进跳跃方式。而当频率跃升到8HZ以上时，机器人则展现出慢速爬行的姿态。这一运动模式不仅让机器人能够紧密贴近目标，进行精细的位置移动，更显示出机器人的运动控制达到了一个新的高度。

面对手工制作机器人时可能出现的驱动特性不一致问题，陈锐坦然面对挑战。他通过量化制作参数，努力保证机器人的一致性。在实际测试中，即使存在轻微的运动差异，他也能通过调整控制策略来消除这些差异，确保机器人的运动精确无误。

陈锐团队并不追求两种运动形式的一致性，反而能够巧妙地综合利用这两种不同的运动模式。这种理念使得机器人在运动上更加灵活多变，能够更好地适应各种复杂环境。他们的努力不仅让机器人技术更上一层楼，更为我们展现了一个充满创新与可能性的未来。（源自Nature Communications的最新研究）

一款先进的软体机器人，不仅拥有超越常规的功能，更是环境与安全的守护者。这款机器人，如同变色龙一般，拥有对环境的敏锐感知能力。通过集成光温传感器和光致变色染料，它能够实时检测温度和紫外线的变化，随着环境光线变化而变色，宛如自然界的警示标志。

想象一下，在一个阳光明媚的午后，这款机器人正在户外巡逻。它的光温传感器捕捉着温度的细微变化，而光致变色染料则实时响应紫外线强度，改变自身的颜色，为我们提供环境信息的即时反馈。这不仅展示了科技的魅力，更是对环境监测工作的一大助力。

不仅如此，这款软体机器人还有更大的潜力等待发掘。通过集成其他传感器，它有望检测到更多的环境因素，如工业环境和民用建筑中的污染物。想象一下，在一个繁忙的工业区，这款机器人穿梭于厂房之间，为我们提供关于空气质量、水质等环境因素的实时数据，帮助我们更好地保护生活环境。

更令人兴奋的是，这款软体机器人还具有多种形态的可能性。如果涂上防水材料并通上高频电压，它甚至可以通过摇摆运动在水里游泳。想象一下，在一个充满挑战的户外环境中，这款机器人如鱼得水般游动，为我们提供实时数据反馈，这将是一种多么壮观的景象！

这款软体机器人，如同自然界的变色龙一般，既有强大的环境适应性，又有丰富的功能拓展性。随着技术的不断进步和研究的深入，我们有理由相信，这款机器人将在未来的环境监测、安全防护等领域发挥更大的作用。探索之旅：跃动的水下舞者

在科技的海洋中，每一次探索都是一次全新的旅程。陈锐和他的团队正在致力于一种新型电液驱动方式的研究，他们的目标是让机器人能够在水下自由舞动，像鱼类一样在水中摆动和扑动。这一研究方向的开展，无疑为水下机器人的发展注入了新的活力。

实验过程中，当机器人第一次展现出卓越的跳跃性能时，整个团队的士气瞬间被点燃。他们看到了自己团队制备的机器人相较于其他调研过的机器人样机的优势。挑战才刚刚开始。论文的投稿过程犹如一次波澜起伏的冒险之旅，经历了一波三折。诸多审稿人的宝贵意见让他们的论文反复打磨、不断完善。为了获得最终的成功，他们进行了多次修改并补充了大量的实验。这个过程虽然充满挑战和磨砺，但也让团队收获了宝贵的成长经验。

如今，陈锐已经明确了未来的研究计划。他将继续致力于优化新型电液驱动方式的性能，并拓展其应用领域。他希望通过解决工程化问题，将这种驱动方式应用到更多的软体机器人上。未来，他期待将这种驱动方式应用到水下机器人领域，让机器人在水下实现无系留作业，实现自供电，从而实现自由舞动的水下舞蹈家的梦想。他的研究不仅将推动机器人的技术进步，还将开启一个全新的科技时代，让机器人技术更好地服务于人类的生活和工作。陈锐将深入研究机器人的可扩展性和参数优化，致力于让软致静电弯曲执行器实现更加出色的跳跃性能。他的探索之旅将引领他开发出前所未有的无系留无腿软跳机器人，并带来一系列令人兴奋的应用程序。他的研究将充满挑战和创新，为我们展示未来机器人的无限可能。