形似螃蟹 史上最小遙控步行機器人面世

比跳蚤還小，幾個微型螃蟹機器人站在一起。圖片來源：美國西北大學

據25日發表在《科學·機器人》雜誌上的一項研究，美國西北大學工程師開發出有史以來最小的遙控步行機器人，它以一種小巧可愛的螃蟹形式出現。

這只微型螃蟹只有半毫米寬，可彎曲、扭曲、爬行、行走、轉身甚至跳躍。研究人員還開發了形似尺蠖、蟋蟀和甲蟲的毫米大小的機器人。

領導實驗工作的約翰·羅傑斯説，機器人學是一個令人興奮的研究領域，微型機器人的發展更是學術探索的一個有趣話題。

研究人員表示，新技術能夠實現多種受控運動方式，並且可以每秒一半身長的平均速度行走。對於陸地機器人來説，要在如此小的規模上實現這一點非常具有挑戰性。

微型螃蟹機器人比跳蚤還小，它不是由複雜的硬體、液壓或電力驅動的。相反，它的力量在於它身體的彈性。為了構建機器人，研究人員使用了一種形狀記憶合金材料，這種材料在加熱時會轉變為“記憶”的形狀。研究人員使用掃描的鐳射束在機器人身體的不同目標位置快速加熱，一層薄薄的玻璃涂層在冷卻時彈性地使相應的結構部分恢復到其變形前的形狀。

隨著機器人從一個階段變為另一個階段，變形為記憶形狀並再次變回，它就會産生運動。鐳射不僅能遠端控制機器人啟動，掃描方向也決定了機器人的行走方向。例如，從左向右掃描會導致機器人從右向左移動。

羅傑斯解釋説，因為這些結構非常小，冷卻速度非常快。事實上，縮小這些機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籍啟發的組裝方法。研究團隊以平坦的平面幾何形狀製造了行走蟹結構的前身。然後，他們將這些前體黏合到略微拉伸的橡膠基材上。當拉伸的基材鬆弛時，會發生受控的屈曲過程，導致螃蟹“彈出”成精確定義的三維形狀。通過這種製造方法，研究團隊可製造幾乎任何尺寸或3D形狀的步行機器人。

【總編輯圈點】

同一研究團隊，去年9月曾推出了一款帶翼微晶片，那是迄今最小的人造飛行結構，被《自然》雜誌以封面形式刊發。而今研究團隊在構建微小機器人領域再進一步，創造了最小的遙控步行機器人。在實際應用中，你可以把它想像成修復或組裝行業中的微縮版機器，或者作為微型手術助手來幫助人類醫生清除阻塞的動脈、止血或消除癌性腫瘤，換句話説，它將是未來微創手術的重要“參與者”。