北京
人类的许多器官无需大脑控制就能完成一系列复杂动作，例如皮肤，它不仅能感知外界压力，还具备吸收、排放物质以及自我再生修复的能力。
然而，传统机器人若想实现类似的复杂行为，就必须在机身安装大量的传感器、执行器和控制系统。
近日，科学家研发了一种通过气压驱动完成任务的小型模块化组件，单个组件就能兼具传感器、执行器和控制系统的功能，也能单独实现其中某一项功能。
将这些组件安装到软体机器人身上，机器人便化身为充气式“跳跳蛙”机器人，能够在桌面上安全地蹦蹦跳跳。
该组件主要由阀体、硅胶套筒、3D打印管和气动执行器（气囊）构成。这些模块化单元如同“空气电路”，能像电子电路中的电流一样传递空气压力。当压缩空气输入气囊时，气囊会膨胀并产生推力，促使嵌套在硅胶套筒内的3D打印管发生旋转。与此同时，套管会随充气过程发生弯曲，从而阻断气流的流通。之后，打开出口处的泄漏孔，气体便会缓慢流回气囊或者排到大气中，套管也随之恢复原有形状，当压力下降到一定值后，气囊便再次开始充气。
在这样持续的自主充放气循环过程中，组件会产生机械振荡，将这些组件作为机器人的腿，就能带动机器人跳跃或爬行。
“跳跳蛙”机器人的“核心力量”非常强，刚开始跳得东倒西歪时，它会自动调整不同腿的用力，直到肢体协调同步。
机器人身体上的组件还能充当传感器，直接接触桌面。当机器人跳到桌子边缘失去支撑力时，传感器会立刻把信号传递给阀门，阀门就会切断给腿的气体供应，机器人便泄了气停止运动，避免坠落。
一个小小的组件就整合了传感器、执行器和控制系统的功能，极大简化了机器人的设计和复杂程度，为创建更复杂、自主的软体机器人开辟了新的途径。
未来该技术有望应用于微创手术或体内药物递送、狭小空间探测、精密物品搬运等场景。
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责任编辑 | 段雯娟 赵青云
运营编辑 | 赵青云
质量审核 | 李雅欣 原飞燕
图片来源 |《知识就是力量》杂志，原文《空气驱动的“跳跳蛙”机器人》，脚本/田蓉（中南大学），绘图/黄金，原文有删改，原创作品转载请注明来源。
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