自然界中許多最好的跳躍者都有長長的四肢和延長的關(guān)節(jié)，這有助于他們通過在肌肉的劃動(dòng)中產(chǎn)生大量的動(dòng)能而將自己推向空中。許多機(jī)器人跳躍器被設(shè)計(jì)成以同樣的方式工作，但是加州大學(xué)圣巴巴拉分校的研究人員采取了一種獨(dú)特的跳躍方法，偏離了典型的受自然啟發(fā)的方法。其結(jié)果是一個(gè)能跳100多英尺高的機(jī)器人。

這項(xiàng)研究的主要作者、加州大學(xué)圣巴巴拉分校的機(jī)械工程師埃利奧特-W-霍克斯說該團(tuán)隊(duì)試圖創(chuàng)造一種能夠達(dá)到工程跳遠(yuǎn)極限的跳遠(yuǎn)器?；艨怂沟臋C(jī)器人比試圖復(fù)制動(dòng)物的跳躍方式更進(jìn)了一步。

霍克斯實(shí)驗(yàn)室的博士生Charles Xiao說："生物與工程跳板的能量產(chǎn)生之間的這種差異意味著兩者應(yīng)該有非常不同的設(shè)計(jì)，以最大限度地提高跳躍高度。動(dòng)物應(yīng)該有一個(gè)小彈簧--只夠儲(chǔ)存其單次肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的相對少量的能量--和一個(gè)大的肌肉質(zhì)量。相比之下，經(jīng)過設(shè)計(jì)的跳躍者應(yīng)該有盡可能大的彈簧和一個(gè)微小的電機(jī)。"

為了增加機(jī)器人可以儲(chǔ)存的能量，研究小組使用了一個(gè)電機(jī)，該電機(jī)卷起一條線，使一個(gè)張力-壓縮彈簧收縮。霍克斯的團(tuán)隊(duì)用碳纖維壓縮弓創(chuàng)造了他們自己的彈簧，以最大限度地提高其單位質(zhì)量的能量儲(chǔ)存。該團(tuán)隊(duì)將橡皮筋從機(jī)構(gòu)的中心拉伸到每個(gè)弓。

當(dāng)機(jī)器人的電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，線就會(huì)卷起并收縮壓縮弓。當(dāng)這種情況發(fā)生時(shí)，弓向外彎曲，橡膠帶伸展，收集動(dòng)能。當(dāng)釋放機(jī)制被解開時(shí)，機(jī)器人利用儲(chǔ)存在彈簧中的所有動(dòng)能發(fā)射到空中。

由此產(chǎn)生的機(jī)器人比目前由波士頓動(dòng)力公司的 "沙蚤 "保持的最高跳躍機(jī)器人的世界紀(jì)錄高出三倍多，即略高于32英尺。Sand Flea在2012年創(chuàng)造了這個(gè)記錄，波士頓動(dòng)力公司此后退出了這個(gè)項(xiàng)目。

雖然 "沙蚤 "無法達(dá)到加州大學(xué)圣巴巴拉分校團(tuán)隊(duì)的機(jī)器人的高度，但它配備了大輪子，因此它可以執(zhí)行偵察任務(wù)。沙跳蚤使用一個(gè)由二氧化碳驅(qū)動(dòng)的活塞來完成跳過柵欄和跳上建筑物的動(dòng)作。

霍克斯的團(tuán)隊(duì)希望它的機(jī)器人能夠幫助重新想象跳躍是一種機(jī)器運(yùn)動(dòng)的形式。這種方法以前也曾使用過，例如HayBeeSee的CropHopper。CropHopper在田間跳躍，監(jiān)測作物，識(shí)別雜草和昆蟲，觀察疾病的跡象。

加州大學(xué)圣巴巴拉分校的團(tuán)隊(duì)特別看到了其機(jī)器人在太空中的用途，在那里它可以到達(dá)更高的高度。

霍克斯說："我們計(jì)算過，該設(shè)備應(yīng)該能夠清除125米的高度，同時(shí)在月球上向前跳躍半公里。這將是工程跳板的一個(gè)巨大飛躍。"

該團(tuán)隊(duì)在《自然》雜志上發(fā)表了他們的研究。