我“搭積木”研製微型機器人

    【據新華社北京十九日電】清華大學科研團隊最新研製出一種薄膜狀的微型驅動器，利用此驅動器以及團隊構建的一種“搭積木”式的設計方法，團隊成功製備出一款微型無線陸空兩棲機器人，其體長僅為九厘米、重二十五克，與其他同類型機器人相比，具有尺寸小、質量輕、地面運動速度高等優越性能。

    化身“變形金剛”

    這一創新成果十八日晚在國際權威期刊《自然——機器智能》上在線發表。

    驅動器是一種具有可控變形能力的器件，也是微型機器人的“心臟”。據介紹，這款微型驅動器可像“變形金剛”一般讓微型機器人實現連續形狀變化且“鎖定”其特定動作形態，提升其環境適應能力，這是以往小尺寸驅動器很難實現的。

    “要讓機器人又小又輕、無線控制，還要具備複雜形態切換能力非常難。”論文通訊作者、清華大學航天航空學院、柔性電子技術國家級重點實驗室張一慧教授介紹，目前五厘米以下的小尺寸驅動器，通常難以同時實現連續的形狀變化與構型鎖定，這嚴重制約了具有多種運動模式的機器人向微型化與無線化發展。

    基於材料與結構協同設計方法上的創新，張一慧帶領課題組自主研製出微型驅動器。據介紹，這種驅動器最小可做到幾毫米，作為“可變形外骨骼”可用於集成傳感器、電機等功能元器件，進而構建複雜的機器人系統。“這種機器人可跑、可飛，在空中和地面的動作都很靈活，地面運動速度最高可達每秒一點六米。”張一慧說。

    團隊還用十多個微型驅動器製出一款高四點五厘米、重○點八克的迷你版“變形金剛”，以及可在“跑車”、“飛車”、“貨車”間隨意切換形態的多功能微型輪式機器人。

    為了造出這些小機器人，研究人員專門去觀察蚱蜢等昆蟲，“學習”昆蟲的形態及能力，將其融入研發設計中。

    《自然——機器智能》審稿人認為，這項工作令人“印象深刻”且具“創新性”，“探索了一個在以往研究中沒有解決的變形概念並展示了令人信服的演示”，“對推動可變形態驅動器領域發展具有重要潛力”。

    可應用場景眾多

    張一慧表示，未來，微型無線陸空兩棲機器人可應用於設備故障診斷及檢修、地質及文物勘探等場景，替代人類執行複雜危險環境下的多種任務。微型驅動器還可賦能生物電子器件，用於構建可展開的植入式醫療器械、面向VR/AR場景的觸覺反饋界面等。