一款以昆蟲為靈感的微型機器人，僅靠光源驅動，已成功完成 188 次連續跳躍，且沒有任何電子元件。這款柔性機器人能夠自動彎曲、彈回和重置，完全依賴材料物理學，而不是芯片或電線。其主要材料為液晶彈性體，這種類似橡膠的材料在光照下會改變形狀。當受到光照時，材料彎曲並在曲梁結構中儲存彈性能量，這股能量在瞬間釋放，推動機器人跳起來。在跳躍過程中，機器人會投下陰影，阻擋光源，讓材料冷卻並恢復到原本的形狀，然後循環重複這個過程。該機器人不需要電池、無需內部處理器和電動機，結構本身透過幾何形狀和材料反應來進行感應、驅動和重置。
這項研究的共同作者 Wenzhong Yan 最近加入加州大學戴維斯分校機械與航空工程系，擔任助理教授。他的研究重點在於柔性機器人技術和機械智能，旨在使材料能夠執行通常由電子設備處理的任務。研究團隊最初預期這款機器人只能在連續光照下跳幾次，但結果卻出乎意料，其在測試中完成了 188 次不間斷的跳躍。Yan 表示，這讓人感到驚喜，我並沒有計劃到這一點。
材料的耐用性同樣值得注意。研究人員增加了額外的重量以測試性能極限，機器人在承載自身體重的 1,700 倍，即約 300 毫克的情況下，仍然未出現功能下降。其跳躍機制依賴一個簡單的物理原理：快速變形隨後的瞬間不穩定性。當光照射到液晶彈性體上時，材料會收縮，曲梁儲存的應變能量在達到臨界點後突然釋放，從而發射機器人。自我陰影效應充當內建控制系統，消除了對電路的需求。
Yan 的研究方向圍繞著將智能直接嵌入材料的理念。在攻讀博士學位期間，他開發了摺疊機器人，這些機器人能在沒有計算機芯片的情況下實現自主行為，將感應、控制和驅動整合到結構中。這款以光驅動的跳躍機器人正是該理念的體現。研究團隊並非通過編程運動，而是通過工程幾何和材料組成來創造重複性動作。
除了實驗室的演示外，研究人員正在探索實際應用的可能性。其中一個潛在的應用是野火監測。這些機器人可以攜帶傳感器，並在地形上不斷跳躍。其構思是它們能夠持續跳躍，一旦檢測到煙霧或火焰，便會向監測人員發送信號。基本上，這將是一個動態的分佈式網絡系統，可以檢測多種環境因素。這類機器人還可以在倒塌的建築物、輻射區域或傳統機器難以操作的狹窄地下空間中運行。
Yan 亦在研究可調適的穿戴裝置，能根據需求改變剛度。他表示，想像一下，如果你的 T 恤在需要時能夠非常堅硬，以支持你面對的任何傷害，而在不需要支持時，它則可以非常靈活。這項以光驅動的跳躍機器人研究已發表於《Advanced Materials》。
