来源：直观学机械
NASA：火星飞无人直升机，月球要用跳蚤机器人。
在过去十年左右的时间里，人们已经看到了各种各样的跳跃机器人。除了极少数的产品之外，这些机器人都是借助生物学来启发自身的设计和功能。
这是有道理的，因为自然界充满了各种神奇的跳跃类动物，将它们的能力与机器人相匹配似乎是一个合理的追求。以蚂蚁、青蛙、鸟类和婴猴为例，机器人已经尝试过模仿了这些动物的动作，且偶尔以某些特定方式模仿成功了。
对于来自加州大学圣巴巴拉分校和迪士尼研究中心的机器人研究者来说，这引出了一个简单的问题：如果你要制造一个专注于跳得尽可能高的机器人，它到底能跳多高？
在最近发表在《自然》杂志上的一篇论文中，他们用一个可以跳到 33 米高的机器人回答了这个问题，这个机器人可以跳到自由女神像上的眼睛水平线的高度。
如下视频里的表现，它并不完美，但仍然称得上是不错的跳跃机器人，包括自行起跳、着陆、自动复原，然后再次起跳。
这款跳跃机器人大概 30 厘米高，重约 30 克，对于这类机器人来说还是比较重的。它几乎完全由充当弹簧的碳纤维弓和蓄力的橡皮筋制成。机器人的中心包括一个电机、电池和一个连接机器人顶部与底部的绳索的闩锁装置。
为了准备起跳，机器人开始旋转它的马达，在 2 分钟的过程中，它会将绳索卷起来，将机器人压扁并逐渐蓄力。一旦绳索完全上紧，电机的另一次拉力会使闩锁装置跳闸，从而松开绳索并在大约 9 毫秒内释放所有力，在此期间，机器人从 0 加速到 28 m/s。总而言之，该机器人的比能量超过每公斤 1000 焦耳，这足以推动它比最好的跳跃生物高出一个数量级，并且可以轻松地将现有任何其他跳跃机器人的高度提高三倍。
使用旋转电机和一些连接到弹簧的齿轮，可以在相对较长的时间内使用相对较少的功率来存储电机旋转时的大量能量。动物无法使用旋转马达，即使它们可以将肌腱作为「弹簧」，但这种弹簧可以为跳跃供能的能力是受限的，取决于肌肉单次发力的冲程。生物跳跃之中表现最好的是婴猴，相对于它们的体重来说，它们拥有最发达的跳跃肌肉，但是仍然会限制动物能够跳多高。
此前，许多机器人已经将旋转电机和弹簧结合起来进行跳跃，但本文研究者认为，设计跳跃机器人的最佳方法是颠覆生物学：与其通过更大的马达获得更高的跳跃幅度，不如在使用尽可能多的技巧的同时尽量用小功率马达。
以往研究人员模拟了生物跳跃的肌肉与肌腱的比例，并发现最佳性能来自肌腱质量约 30 倍的肌肉。但是对于工程跳跃，这篇论文表明这个质量比是可以反转的，比如该跳跃机器人的弹簧是电机质量的 1.2 倍。
「我们太依赖动物模型了，」论文作者之一 Morgan Pope 表示，「所以我们一直在跳几米高，而我们其实可以跳几十米高。」
看到这个机器人近乎疯狂的跳跃高度，我们很难不去想象为什么不多看看自然界的其他生物，设计出更多仿生机器，但在这里需要关注的问题是，仿生机器人并不是生物机体。「我们制造了一种非常专业的设备，它可以很好地完成一件事，」Hawkes 说。「它偶尔会跳得很高。生物跳跃在许多其他方面做得更好，而且更鲁棒。」
不过，即使是当前版本的跳跃机器人也确实可以自我纠正、重复跳跃并携带像相机一样的小型有效载荷。
研究人员认为，这种机动性和效率的结合可能使其成为探索外星球的理想选择，在那里跳跃的活动形式能让你走得更远。例如，在月球上，由于重力较低且没有大气阻力，这个机器人每次跳跃可以跑半公里。
