近年来，机器人专家和计算机科学家从大自然，特别是人类和动物身上汲取灵感，开发出一系列系统。通过再现动物的运动和行为，这些机器人可以更有效地应对现实世界的环境。

图片来源：《仿生工程学报》

据外媒报道，中国东北大学（Northeastern University）的研究人员最近开发出一种新型H形仿生机器人，能够模仿猎豹奔跑时的动作。该机器人基于压电材料（在受到机械应力时会产生电荷）制造。相关研究发表在期刊《仿生工程学报》（Journal of Bionic Engineering）上。

研究人员在论文中写道：“压电机器人通过电压差驱动方法实现直线运动、转向运动以及不同半径的转向运动。我们制作了一个重量为38克、尺寸为150×80×31立方毫米的原型。”这种新型H形仿生压电机器人（H-BPR）有四条腿，由三根压电梁连接。为了模仿猎豹的奔跑步态，机器人能利用压电梁的弯曲振动，使其四条腿周期性运动。

研究人员首先分析了压电机器人的动力学和运动学特性，以获得压电机器人腿部末端点的运动轨迹。随后研究人员分析了压电机器人的运动原理，并使用有限元分析软件对其进行了模态分析和谐波响应分析。

与其他利用压电材料的波动运动的机器人相比，这些研究人员开发的新系统设计更简单，因此更容易制造。此外，它能够实现更多样的运动，因为其运动方式和转向半径可以通过调整施加的电压来调节。

目前，研究人员已经开发出该机器人的基本原型，并且可以承载较小的负荷。此外，研究人员还可以对其设计进行调整，以集成微型传感器或摄像头，从而扩展机器人的功能。

研究人员在一系列实际实验中测试了所开发的原型，结果令人鼓舞。总体而言，该机器人能够很好地模仿猎豹的奔跑步态，同时还能成功攀爬不同坡度的斜坡。

研究人员写道：“我们搭建了一个实验装置，以验证机器人运动的有效性和效率。性能测试结果表明，在320伏的激励电压下，压电机器人的最大速度为66.79毫米/秒，负载能力为55克。此外， H-BPR采用不等长驱动腿，具有更好的攀爬性能，测试得出的结论为选择压电机器人的腿部高度提供了参考。”

该研究团队开发的新型机器人系统可能启发人们开发基于压电材料的其他类似机器人。未来，该研究团队可以进一步改进该机器人，以确保其能够在极端温度、恶劣气候或存在危险化学物质的环境中有效运行，这将有助于其在工业环境或搜救任务中的部署。