比跳蚤還小，可行走、彎曲、爬行、轉(zhuǎn)身和跳躍
形似螃蟹 史上最小遙控步行機(jī)器人面世
科技日?qǐng)?bào)北京5月25日電 （記者張夢(mèng)然）據(jù)25日發(fā)表在《科學(xué)·機(jī)器人》雜志上的一項(xiàng)研究，美國(guó)西北大學(xué)工程師開(kāi)發(fā)出有史以來(lái)最小的遙控步行機(jī)器人，它以一種小巧可愛(ài)的螃蟹形式出現(xiàn)。
這只微型螃蟹只有半毫米寬，可彎曲、扭曲、爬行、行走、轉(zhuǎn)身甚至跳躍。研究人員還開(kāi)發(fā)了形似尺蠖、蟋蟀和甲蟲(chóng)的毫米大小的機(jī)器人。
領(lǐng)導(dǎo)實(shí)驗(yàn)工作的約翰·羅杰斯說(shuō)，機(jī)器人學(xué)是一個(gè)令人興奮的研究領(lǐng)域，微型機(jī)器人的發(fā)展更是學(xué)術(shù)探索的一個(gè)有趣話(huà)題。
研究人員表示，新技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)多種受控運(yùn)動(dòng)方式，并且可以每秒一半身長(zhǎng)的平均速度行走。對(duì)于陸地機(jī)器人來(lái)說(shuō)，要在如此小的規(guī)模上實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)非常具有挑戰(zhàn)性。
微型螃蟹機(jī)器人比跳蚤還小，它不是由復(fù)雜的硬件、液壓或電力驅(qū)動(dòng)的。相反，它的力量在于它身體的彈性。為了構(gòu)建機(jī)器人，研究人員使用了一種形狀記憶合金材料，這種材料在加熱時(shí)會(huì)轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝洃洝钡男螤睢Ｑ芯咳藛T使用掃描的激光束在機(jī)器人身體的不同目標(biāo)位置快速加熱，一層薄薄的玻璃涂層在冷卻時(shí)彈性地使相應(yīng)的結(jié)構(gòu)部分恢復(fù)到其變形前的形狀。
隨著機(jī)器人從一個(gè)階段變?yōu)榱硪粋€(gè)階段，變形為記憶形狀并再次變回，它就會(huì)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)。激光不僅能遠(yuǎn)程控制機(jī)器人啟動(dòng)，掃描方向也決定了機(jī)器人的行走方向。例如，從左向右掃描會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人從右向左移動(dòng)。
羅杰斯解釋說(shuō)，因?yàn)檫@些結(jié)構(gòu)非常小，冷卻速度非?？?。事實(shí)上，縮小這些機(jī)器人的尺寸可讓它們跑得更快。
研究人員還引入了一種受兒童彈出式書(shū)籍啟發(fā)的組裝方法。研究團(tuán)隊(duì)以平坦的平面幾何形狀制造了行走蟹結(jié)構(gòu)的前身。然后，他們將這些前體黏合到略微拉伸的橡膠基材上。當(dāng)拉伸的基材松弛時(shí)，會(huì)發(fā)生受控的屈曲過(guò)程，導(dǎo)致螃蟹“彈出”成精確定義的三維形狀。通過(guò)這種制造方法，研究團(tuán)隊(duì)可制造幾乎任何尺寸或3D形狀的步行機(jī)器人。
【總編輯圈點(diǎn)】
同一研究團(tuán)隊(duì)，去年9月曾推出了一款帶翼微芯片，那是迄今最小的人造飛行結(jié)構(gòu)，被《自然》雜志以封面形式刊發(fā)。而今研究團(tuán)隊(duì)在構(gòu)建微小機(jī)器人領(lǐng)域再進(jìn)一步，創(chuàng)造了最小的遙控步行機(jī)器人。在實(shí)際應(yīng)用中，你可以把它想象成修復(fù)或組裝行業(yè)中的微縮版機(jī)器，或者作為微型手術(shù)助手來(lái)幫助人類(lèi)醫(yī)生清除阻塞的動(dòng)脈、止血或消除癌性腫瘤，換句話(huà)說(shuō)，它將是未來(lái)微創(chuàng)手術(shù)的重要“參與者”。