首爾大學造出能水上跳躍的水黽仿生機械人

來自韓國的科學家最近研製出了一種能夠在液體表面上降落與跳躍的昆蟲機械人，這種能力即使是在自然界中也僅僅在某些特定物種身上存在。

為了在機械人身上複製這種特殊能力，首爾大學的 Je-Sung Koh 與同事深入研究了水黽(水蜘蛛)跳躍的方式。作為研究成果的這台昆蟲機械人證明，睡眠跳躍降落的能力可以被複制到任何人工系統上。關於這台機械人的研究刊登在這期《科學》上。

水黽是一種半水生的節肢動物，經過特殊的進化過程才獲得如今「水上漂」的能力。它們的身體質量極小，並且體表具有超疏水性。除此之外，它們的身體是由腿部的中段，利用水面張力所製成的。當它們以誇張的姿勢進行水上跳躍時，它們的身體能夠產生足夠的垂直力來跳離水面，完成這個動作需要巨大的動量。

水黽起跳瞬間

通過研究高速攝影影像，研究者們發現水黽在起跳前會向內轉動足尖的彎曲處，這個動作會劃開水面，給予它們足夠的力。科學家為了測算其中到底產生了多少的力，在水面上放置了一個柔性轉軸，通過理論模型算出結果：剛好為144毫牛頓/米。

另外，他們還注意到，水黽在離開水面時，為了更好的利用水面張力，它們的腿部是慢慢升空的。

有了這些理論武器，研究者們立即確定了製造水黽仿生機械人的目標。現階段的成品重達68毫克，完全仿造了水黽特殊的生理結構。在研製中他們使用了一種名為「轉矩反向彈跳」機制，讓機械人通過初試扭矩就能得到一定衝力。

Je-Sung Koh 在視頻演示會上強調了一個難點：「對我們來說很重要的一件事就是將水上跳躍機械人的彈跳力限制在水面最大張力以下」。

實驗成果表明，不僅僅是水黽仿生機械人，任何機械人在結合了輕質量，長四肢和類似的物理機制后，都有機會擁有這個功能。

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