中國高校研發昆虫尺度軟體機器人 可應用於搜救等場景
中國高校研發昆虫尺度軟體機器人 可應用於搜救等場景
中新網杭州8月14日電(林波 楊佳吟)從108米高的標志塔頂掉落，摔在地上片刻后，它再次起身蹦?……這款“打不死的小強”是西湖大學工學院機械工程講席教授姜漢卿實驗室研發的“昆虫尺度的軟體機器人”。
“它個頭小小的，身長僅2厘米，體重僅2克，像極了那個生命力頑強、卻也令許多人皺眉的‘打不死的小強’。”姜漢卿於近日受訪時表示，這款“昆虫尺度的軟體機器人”能在復雜的野外環境自主爬行、跳躍、游泳，未來可以應用於搜救、水體監測等場景。
為何研發這款機器人？
姜漢卿表示，這款“小強”機器人非常輕巧，可以在沒有搭建電場、磁場的環境中自主運動，還能走出實驗室到戶外環境自由探索。
這款昆虫大小的機器人為什麼這麼“能打”？
姜漢卿解釋說，這款機器人的靈感來源於昆虫。在自然界中，昆虫等小型生物之所以能輕盈穿梭、矯健爬行，靠的正是肌肉的高效率收縮機制，它們小小的肌肉能爆發出驚人的力量。
受肌肉伸縮的啟發，姜漢卿從力學角度出發，利用彈性力和靜磁吸力的平衡來實現機器人類似肌肉收縮的運動，“我們設計了驅動系統，塞進‘小強’的小身板裡。”
據介紹，驅動系統分為兩部分，下方是嵌入軟磁鐵的線圈，上方是硬磁鐵，硅膠外殼可以產生彈力。通電后，線圈產生的磁場可以進一步增強軟磁鐵和硬磁鐵之間的靜磁吸力，同時引入洛倫茲力，實現對吸力的動態調控。
這一“磁吸+彈性”的巧妙結合，讓“小強”可以在低電壓(<4V)下產生高達210N/kg的輸出力和60%的變形率，遠超傳統技術水平。
這正是最近姜漢卿實驗室提出的全新電磁彈性體驅動機制，這一機制有效突破了柔性與微型系統中傳統驅動方式的性能瓶頸，在高輸出力、大形變與低電壓驅動之間實現了有機統一，也讓“昆虫尺度的軟體機器人”能夠在復雜戶外環境中實現完全自主運動。
此外，這款機器人的生命力也和其它昆虫一樣強大——能耗低，隻有56毫瓦，跟小LED燈差不多。
這款機器人，在未來社會生活中有何應用？
“它們可以幫助人們做人類甚至許多機器人做不到的關鍵事情。”姜漢卿解釋說，實驗室裡幾種不同的“小強”機器人，各有所長、各司其職。
譬如，蠕動式爬行機器人，從30米的高空甚至108米高空自由落體后，還能毫發無損地繼續匍匐前進，極限抗沖擊的能力令它非常適合在廢墟、瓦礫、狹小縫隙中執行搜救任務。未來，在地震等重大自然災害發生后，它可以被無人機從空中投放，快速滲透進入廢墟深處，尋找被困人員位置並發出信號，成為生命搜救的“先鋒兵”。
而自驅動游泳機器人，能在自然水體中自主游動超過一小時，未來，可以派小巧靈活的它檢測水下環境或監測污染。(完)
山西日報、山西晚報、山西農民報、山西經濟日報、山西法制報、山西市場導報所有自採新聞（含圖片）獨家授權山西新聞網發布，未經允許不得轉載或鏡像﹔授權轉載務必注明來源，例："山西新聞網-山西日報 "。
凡本網未注明"來源：山西新聞網（或山西新聞網——XXX報）"的作品，均轉載自其它媒體，轉載目的在於傳遞更多信息，並不代表本網贊同其觀點和對其真實性負責。
