1個月前,哈佛大學研發的跳蚤跳躍機器人,因23倍體長跳躍比登上Science官網頭條,該研究成果的相關論文發表在《Science Robotics》雜志上,引發業界關注。

Science官網頭條截屏
業界認為,這款高性能彈跳機器人解決了NASA(美國航空航天局)火星探測器遇到傳統行走機器人越障能力差的難題,將在太空探險探測勘探環節發揮重要作用。
潮新聞記者剛剛獲悉,由金華職業技術大學智能制造學院王振陽、金正浩、范勇超、朱奕然、傅佳豪五位同學組成的團隊,耗時兩年共同研發的高性能仿生跳躍機器人,以超60倍體長跳躍比超越哈佛大學研發團隊的“跳蚤”,據2024年11月科技查新報告顯示,其“跳躍性能位居全球前列”。

金華職大團隊研發的高性能仿生跳躍機器人。受訪者供圖
金華職大團隊研發的高性能仿生跳躍機器人以青蛙為原型,長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。
“當前各國太空探險相互制衡,競爭白熱化,即便是機器人技術全國排名第一的哈爾濱工業大學,目前研發的跳躍機器人跳遠距離也不足自身體長的20倍。”團隊負責人王振陽同學介紹,他們基于青蛙跳躍機理研發的超高性能仿生跳躍機器人,可以實現全自動儲能跳躍、落地扶正等功能,目前正在新材料、儲能系統等領域申請6項發明專利。

國內外彈跳機器人的跳躍性能對比(不包含非完整跳躍機器人的數據)
王振陽從小熱愛航空航天事業,初中就參加了寧波市科協舉辦的航模比賽并獲得一等獎。
上大學后,他偶然間讀到一篇NASA的跳躍機器人論文,就想著為中國航空航天事業做點事情。他加入由金職大智能制造學院黨委副書記(主持)、副院長黃鵬程領銜的“機器人加工與裝備技術”實驗室,并與一群志同道合的同學組建了“跳遠高手”團隊。
“起初,我們并沒有清晰的思路,于是將國內外彈跳機器人的跳躍性能進行對比,最終確定了先部分后整體的研發方向。”王振陽介紹,他和團隊成員將這款高性能仿生跳躍機器人分為驅動、傳動、儲能、釋放、前腿、后腿等6個部分,先將每個部分做精做細,然后再進行組合測試,“我們的設計草圖達400多頁,完成了22次迭代升級,實驗損耗電機200余個,建模測試達10萬余次”。

金華職大團隊高性能仿生跳躍機器人的研發圖紙
團隊成員朱奕然透露,他們還運用蒙特卡羅空間算法,求解跳躍軌跡分布變化;通過設置11個不同的重心坐標,得出最佳跳躍重心;建立后腿參數化運動模型,得到256個仿真結果,最終確定最佳跳躍性能的后腿結構參數。
去年7月,團隊在高性能仿生跳躍機器人尚未完全成熟的情況下,參加第十一屆全國大學生機械創新設計大賽,與國內眾多雙一流高校同臺競技,最終打敗哈工大、國防科大、上海交大等名校戰隊,獲得第一名。
主攻智能化裝備設計與制造、超精密加工、工業特種機器人的浙江工業大學博士生導師曾晰教授評價說:“該團隊研發的仿生跳躍機器人以生物力學為理論基石,充分解耦蛙類跳躍運動中的肌肉骨骼協同機制,相關指標居國際同類研究前列。這一成果不僅代表大學生科技創新能力的突破性進展,更彰顯了我國高等工程教育改革的顯著成效。”


金華職大團隊在研發高性能仿生跳躍機器人。學校供圖
目前,王振陽正領銜團隊成員撰寫論文,希望向全世界介紹來自浙江金華的青年強音。王振陽說:“我們也希望能與國內科研院所合作,將這款高性能仿生跳躍機器人再升級,讓它跳上太空,為國家航空航天事業貢獻力量。