重約100g，站起來只有十寸高（約 26 cm），這個(gè)機(jī)器人卻能平均每隔 0.58 秒進(jìn)行一次高達(dá) 1 米的跳躍。如果這個(gè)機(jī)器人身高 170 cm的話，那么它能跳到大約 6.46 米的高度！

　　這個(gè)跳躍機(jī)器人就是Salto-1P。而且，它的彈跳本領(lǐng)還不僅僅限于此，它能夠連續(xù)跳躍和垂直跳躍。也就是說，它可以跳到墻上再?gòu)楅_。

　　Salto-1P的名字來源于“地形障礙上跳躍運(yùn)動(dòng) （SAltatorial Locomotion on Terrain Obstacles ）”，由加州大學(xué)伯克利分校的研究人員開發(fā)，靈感源于地面上最擅長(zhǎng)跳躍的動(dòng)物——嬰猴。

　　經(jīng)過一系列的仿生研究，科學(xué)家們?yōu)镾alto-1P的大腿設(shè)計(jì)了變機(jī)械機(jī)構(gòu)。最后，Salto-1P可以做到在跳躍前“蓄力”，跳躍時(shí)大腿變形釋放力量，通過彈簧存儲(chǔ)的能量實(shí)現(xiàn)高達(dá) 14 倍重力加速度的性能。

　　圖丨不同動(dòng)力系統(tǒng)的彈跳能力比較：時(shí)間周期為4s，自左向右分別為并聯(lián)彈性體驅(qū)動(dòng)的EPFL跳躍機(jī)器人、剛性的Minitaur機(jī)器人、串聯(lián)功率調(diào)節(jié)式驅(qū)動(dòng)的夜猴仿生跳躍機(jī)器人（本文）以及動(dòng)物夜猴。每個(gè)箭頭代表一次跳躍運(yùn)動(dòng)；箭頭右側(cè)數(shù)字分別表示跳躍高度和跳躍周期；頂部數(shù)字表示敏捷性。

　　在跳躍的過程中，Salto-1P有 92% 的時(shí)間將處于空中。而為了實(shí)現(xiàn)連續(xù)跳躍，機(jī)器人會(huì)在半空中使用“尾巴”和兩個(gè)小螺旋槳控制姿態(tài)，迎接下一次落地彈跳。

　　圖丨Salto的跳躍能力已經(jīng)接近牛蛙

　　2016年12月，加州伯克利大學(xué)博士生 Duncan Haldane研發(fā)了第一代 Salto 機(jī)器人，并在當(dāng)時(shí)登上了《機(jī)器人科學(xué)》（Science Robotics）的封面，相關(guān)論文被IEEE/RSJ 智能機(jī)器人和系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議（IROS）收錄 。不過，這個(gè)舊版本只有一條尾巴，而沒有新版本的兩個(gè)螺旋槳，因此只能夠改變俯仰角進(jìn)行飛行（機(jī)翼平面與水平面的夾角，飛機(jī)“點(diǎn)頭”時(shí)改變的角）。這意味著它只能向前后方向跳，而且只能連續(xù)跳幾次，因?yàn)橹笏蜁?huì)因?yàn)閭?cè)面失去平衡而倒下。

　　可以看出來，新版本的兩個(gè)小螺旋槳（形態(tài)類似四旋翼無人機(jī)上的螺旋槳）非常關(guān)鍵。這些螺旋槳使得機(jī)器人能夠在另外兩個(gè)方向翻滾角和偏航角（分別為飛機(jī)“搖頭”、“側(cè)頭”時(shí)改變的角度）進(jìn)行姿態(tài)校正，從而提供了機(jī)器人落地后再次彈跳的可能。

　　圖丨Salto“腿部”的機(jī)械結(jié)構(gòu)

　　不過科學(xué)家們開發(fā)這種機(jī)器人可不是為了耍酷，他們希望借此研究跳躍運(yùn)動(dòng)的控制。顯然，他們已經(jīng)初步實(shí)現(xiàn)了這個(gè)目標(biāo)。

　　據(jù)研究者Duncan Haldane 和 Justin Yim 透露，他們的下一步研究包括以下幾個(gè)方向：

　　1、改進(jìn)控制，讓機(jī)器人更好地適應(yīng)障礙物和復(fù)雜地形；

　　2、改進(jìn)著陸控制；

　　3、開發(fā)多次躍墻的策略算法；

　　4、進(jìn)行可能的能量?jī)?yōu)化研究。