最小、最轻、最快的全功能微型机器人

日前，来自华盛顿州立大学和 Flyby Robotics 的团队开发出了两款昆虫式机器人—— MiniBug 和 WaterStrider，它们被认为是迄今为止已知的最小、最轻、最快的全功能微型机器人。

据论文描述，这类微型机器人未来有望在人工授粉、搜救、环境监测、微加工或机器辅助手术等领域发挥作用。据报道，这两款机器人的重量分别为 8 毫克和 55 毫克，速度可达 6 毫米/s。

相关研究论文以“A New 1-mg Fast Unimorph SMA-Based Actuator for Microrobotics”为题，已发表在 IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems 上。

华盛顿州立大学机械与材料工程学院博士生 Conor Trygstad 表示：“尽管与它们的生物亲属相比仍然较慢，但在这个尺度上，已经算是相当快的了。”一只蚂蚁通常重 5 毫克，但其速度几乎可达 1 米/s。

这两款微型机器人的关键在于微型制动器，它们是机器人运动的核心。Trygstad 利用一种新的制造技术，将执行器设计为不到一毫克，这是迄今为止已知的最小制动器。

制动器采用了一种称为形状记忆合金的材料，该材料在加热时能够改变形状，并在冷却后恢复原状。与通常用于移动机器人的典型电机不同，这些合金没有任何移动部件或旋转组件。

该执行器由两根直径为 1/1000 英寸的微小形状记忆合金线组成。通过小量电流，这些线可以轻松加热和冷却，使机器人的鳍翅或腿部每秒最多能够振动 40 次。在初步测试中，执行器还能够提起超过自身重量 150 倍以上的物体。与用于使机器人运动的其他技术相比，形状记忆合金技术只需要极少量的电力或热量即可实现运动。

Trygstad 表示：“它们在机械上非常稳健。超轻型执行器的开发为微型机器人领域开辟了新的领域。”

研究人员希望模仿另一种昆虫，开发一种能够在水表面和水下自由移动的水黾型机器人。他们还在努力使用微小电池或催化燃烧技术，使他们的机器人完全自主，摆脱对电源的依赖。

论文链接：

https://ieeexplore.ieee.org/document/10342518

转自：“学术头条”微信公众号

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