弹尾虫经常在落叶和花园土壤中爬行，这种小虫子是专业的跳高运动员。据外媒报道，受这些跳跃的六足动物启发，哈佛大学工程与应用科学院（Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences，SEAS）的机器人专家制作了一种可以行走的跳跃机器人，从而突破小型机器人的极限。

（图片来源：seas.harvard.edu）

这项研究展示了微型机器人的未来，它们能够灵活地在狭小的空间中爬行，迅速穿过危险地面，并在无须人类干预的情况下感知环境。

这种新机器人是在SEAS工程与应用科学系Harry Lewis和Marlyn McGrath教授Robert J. Wood的实验室中发明的。它是哈佛移动微型机器人（HAMR）的改良版，HAMR平台最初以灵巧、难以杀死的蟑螂为原型。

现在，HAMR配备了一个机器人叉骨，这种叉状的类似尾巴的附肢藏在弹尾虫的身体下方，可以将其推离地面并送入空中。Wood表示：“以弹尾虫作为灵感来源非常有趣，因为它们跨越了进化尺度，在空间和时间上都是普遍存在的。它们拥有一种独特的机制，可以快速接触地面，就像快速出拳一样，以传递动量并开始跳跃。”

为了实现升空，该机器人利用闩锁介导弹簧驱动机制（latch-mediated spring actuation），其中势能存储在弹性元件（即叉骨）中，可以在毫秒内像弹射器一样释放。这种物理现象在自然界中屡见不鲜，不仅仅存在于弹尾虫中，从变色龙的弹射舌头到螳螂虾的捕食附肢也很常见。

此前，Wood的团队受螳螂虾启发曾创造了一款冲击机器人（punching robot）。Wood表示：“探索使用类似的机制，并结合关于弹尾虫跳跃的见解，以用于小型跳跃机器人，这似乎是自然而然的事情。”

前SEAS研究员Francisco Ramirez Serrano表示：“弹尾虫的尾叉优雅而简单，仅由两个或三个相连的单元组成。我想最初正是这种简洁性吸引我去探索此类解决方案。”

利用Wood实验室开创的精简微加工流程，该团队开发了这种手掌大小、像纸夹一样轻的机器人，它能够走路、跳跃、爬行、攻击，甚至捡起物体。

该机器人的跳跃距离和高度与体长之比在现有机器人中名列前茅。它的最佳表现是1.4米，是其身长的23倍。相比之下，类似机器人可以跳两倍远，但其重量是哈佛机器人的20倍。Serrano表示：“现有微型机器人可以在平坦的地形上移动和跳跃，但并不具备可与该平台相媲美的敏捷性。”

该团队在机器人设计中融合详细的计算机仿真，以帮助它每次都能实现最佳着陆，精确地控制其联动长度、储存能量，以及机器人起跳前的姿态。

令该团队兴奋的是，将各种运动能力整合至一个轻量化机器人中，未来这样的机器人可能穿越人类不能或不应该穿越的地方。Wood表示：“步行是一种精确高效的运动方式，但在穿越障碍物方面存在局限性。通过跳跃的方式，可以越过障碍物，但控制性较弱。将这两种模式结合起来，可以有效地在自然和非结构化环境中导航。”