旋转质量机器人突破飞行极限，将仿生昆虫舞动天际

一个橙色的轮子在混凝土上滚动，突然跳起，仿佛它自己决定要违抗重力。在附近，一个机器人像鱼一样在水中游动。另一个机器人在狭窄的管道里向前扭动。

这些机器看起来不同，但它们都使用相同的物理原理进行运动。

在克莱姆森大学，机械工程教授Phanindra Tallapragada和他的团队正在制造依靠向心力，而不是复杂的关节、腿或螺旋桨来制造的机器人。

这种方法利用每个机器人内部的不平衡旋转质量来实现运动。

这个想法其实很简单。当一个偏心的质量旋转得足够快的时候，它会产生推动、提升或扭转机器人身体的力量。

这种效果就像洗衣机在湿衣物集中到滚筒一侧时的震动。

Tallapragada认为这些机器人是数学的物理表现，而不是传统的那些装满电机和软件的机器。

“现在很多人认为，机器人就是设计一些带电机、微控制器、机器学习和人工智能的东西——而在公众的认知中，动力学和数学的重要性就显得不那么重要了，”他说。

一个力，多个运动

同样的旋转质量原理驱动着Tallapragada实验室研发的几种机器人。其中之一是一个叫做Spin Gyro的遥控轮。

当内部重物旋转得足够快以使轮子离开地面时，它就会跳跃。和基于弹簧的跳跃器不一样，它几乎可以立刻重复这个动作，使其在崎岖或不平坦的地形上非常有用。

实验室还制造了一种像鱼一样的机器人，通过把旋转的重物的能量转移到尾部来游泳。通过调整旋转速度，机器人可以潜水、转弯或向前移动。

与许多游泳机器人相比，该系统具有高能效，可以用来监测湖泊、海洋和水质等任务。

还有一种机器人是专门设计来在狭窄管道中爬行的。在内部，一个旋转的重物让它身体上的小刷毛迅速压缩和释放。

与管道壁的摩擦推动机器人向前移动，使其能够在狭窄到一英寸的空间中移动。潜在的用途包括检查管道、燃气管线或在长管道网络中拉动电缆。

研究生和博士后研究人员积极参与这项工作。“我想成为一名机器人专家，这就是我每天的动力——造出能为世界做点有用事的机器人，”帮助开发游泳机器人的普拉尚特·奇夫库拉说道。

从地面到空中

团队现在正在将相同的物理规律扩展到空中。塔拉普拉加达启动了一个新项目，目标是打造受昆虫启发的飞行机器人。

“我喜欢研究这些与别人截然不同的新想法，并看到它们付诸实践，”塔拉普拉加达说。

“一旦他们付诸实践，这让我更有动力回到白板上，想出更多的模型。”