1個(gè)月前,哈佛大學(xué)研發(fā)的跳蚤跳躍機(jī)器人,因23倍體長(zhǎng)跳躍比登上Science官網(wǎng)頭條,該研究成果的相關(guān)論文發(fā)表在《Science Robotics》雜志上,引發(fā)業(yè)界關(guān)注。

Science官網(wǎng)頭條截屏
業(yè)界認(rèn)為,這款高性能彈跳機(jī)器人解決了NASA(美國航空航天局)火星探測(cè)器遇到傳統(tǒng)行走機(jī)器人越障能力差的難題,將在太空探險(xiǎn)探測(cè)勘探環(huán)節(jié)發(fā)揮重要作用。
潮新聞?dòng)浾邉倓偒@悉,由金華職業(yè)技術(shù)大學(xué)智能制造學(xué)院王振陽、金正浩、范勇超、朱奕然、傅佳豪五位同學(xué)組成的團(tuán)隊(duì),耗時(shí)兩年共同研發(fā)的高性能仿生跳躍機(jī)器人,以超60倍體長(zhǎng)跳躍比超越哈佛大學(xué)研發(fā)團(tuán)隊(duì)的“跳蚤”,據(jù)2024年11月科技查新報(bào)告顯示,其“跳躍性能位居全球前列”。

金華職大團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高性能仿生跳躍機(jī)器人。受訪者供圖
金華職大團(tuán)隊(duì)研發(fā)的高性能仿生跳躍機(jī)器人以青蛙為原型,長(zhǎng)98毫米,寬50毫米,高62毫米,最小的零部件需要精確到0.1毫米的誤差之內(nèi)。
“當(dāng)前各國太空探險(xiǎn)相互制衡,競(jìng)爭(zhēng)白熱化,即便是機(jī)器人技術(shù)全國排名第一的哈爾濱工業(yè)大學(xué),目前研發(fā)的跳躍機(jī)器人跳遠(yuǎn)距離也不足自身體長(zhǎng)的20倍。”團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人王振陽同學(xué)介紹,他們基于青蛙跳躍機(jī)理研發(fā)的超高性能仿生跳躍機(jī)器人,可以實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)儲(chǔ)能跳躍、落地扶正等功能,目前正在新材料、儲(chǔ)能系統(tǒng)等領(lǐng)域申請(qǐng)6項(xiàng)發(fā)明專利。

國內(nèi)外彈跳機(jī)器人的跳躍性能對(duì)比(不包含非完整跳躍機(jī)器人的數(shù)據(jù))
王振陽從小熱愛航空航天事業(yè),初中就參加了寧波市科協(xié)舉辦的航模比賽并獲得一等獎(jiǎng)。
上大學(xué)后,他偶然間讀到一篇NASA的跳躍機(jī)器人論文,就想著為中國航空航天事業(yè)做點(diǎn)事情。他加入由金職大智能制造學(xué)院黨委副書記(主持)、副院長(zhǎng)黃鵬程領(lǐng)銜的“機(jī)器人加工與裝備技術(shù)”實(shí)驗(yàn)室,并與一群志同道合的同學(xué)組建了“跳遠(yuǎn)高手”團(tuán)隊(duì)。
“起初,我們并沒有清晰的思路,于是將國內(nèi)外彈跳機(jī)器人的跳躍性能進(jìn)行對(duì)比,最終確定了先部分后整體的研發(fā)方向。”王振陽介紹,他和團(tuán)隊(duì)成員將這款高性能仿生跳躍機(jī)器人分為驅(qū)動(dòng)、傳動(dòng)、儲(chǔ)能、釋放、前腿、后腿等6個(gè)部分,先將每個(gè)部分做精做細(xì),然后再進(jìn)行組合測(cè)試,“我們的設(shè)計(jì)草圖達(dá)400多頁,完成了22次迭代升級(jí),實(shí)驗(yàn)損耗電機(jī)200余個(gè),建模測(cè)試達(dá)10萬余次”。

金華職大團(tuán)隊(duì)高性能仿生跳躍機(jī)器人的研發(fā)圖紙
團(tuán)隊(duì)成員朱奕然透露,他們還運(yùn)用蒙特卡羅空間算法,求解跳躍軌跡分布變化;通過設(shè)置11個(gè)不同的重心坐標(biāo),得出最佳跳躍重心;建立后腿參數(shù)化運(yùn)動(dòng)模型,得到256個(gè)仿真結(jié)果,最終確定最佳跳躍性能的后腿結(jié)構(gòu)參數(shù)。
去年7月,團(tuán)隊(duì)在高性能仿生跳躍機(jī)器人尚未完全成熟的情況下,參加第十一屆全國大學(xué)生機(jī)械創(chuàng)新設(shè)計(jì)大賽,與國內(nèi)眾多雙一流高校同臺(tái)競(jìng)技,最終打敗哈工大、國防科大、上海交大等名校戰(zhàn)隊(duì),獲得第一名。
主攻智能化裝備設(shè)計(jì)與制造、超精密加工、工業(yè)特種機(jī)器人的浙江工業(yè)大學(xué)博士生導(dǎo)師曾晰教授評(píng)價(jià)說:“該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的仿生跳躍機(jī)器人以生物力學(xué)為理論基石,充分解耦蛙類跳躍運(yùn)動(dòng)中的肌肉骨骼協(xié)同機(jī)制,相關(guān)指標(biāo)居國際同類研究前列。這一成果不僅代表大學(xué)生科技創(chuàng)新能力的突破性進(jìn)展,更彰顯了我國高等工程教育改革的顯著成效。”


金華職大團(tuán)隊(duì)在研發(fā)高性能仿生跳躍機(jī)器人。學(xué)校供圖
目前,王振陽正領(lǐng)銜團(tuán)隊(duì)成員撰寫論文,希望向全世界介紹來自浙江金華的青年強(qiáng)音。王振陽說:“我們也希望能與國內(nèi)科研院所合作,將這款高性能仿生跳躍機(jī)器人再升級(jí),讓它跳上太空,為國家航空航天事業(yè)貢獻(xiàn)力量。