最新發明:酒精驅動的微型昆蟲機器人RoBeetle

2020-12-07 OFweek維科網

隨著科技的不斷發展，以及人工智慧技術的進步，微型機器人日趨普遍，它們可以在極為狹小的空間裡運動，這是人類和傳統機器人無法做到的。但由於其體型過小，以至於功率、控制力受限。事實上，目前，絕大多數微型機器人由電動執行器驅動，而由於電池的小規模（低於1．8兆焦耳每公斤）令機器人尚不能夠自主地工作。

也就是說，想要開發真正自主的微型機器人，還需要在微製造、驅動和控制的有所創新，比如引入新的動力來源、機制、結構微元件和驅動材料。

近日，《科學機器人》上的一篇文章，報告了來自南加州大學的研究人員發明的一款酒精驅動的微型昆蟲機器人RoBeetle。這對於解決微型機器人能量來源問題上意義重大，也令科學界朝著研發完全自主微型機器人的目標邁進了重要的一步。



不同於其他依靠電池或外接電線驅動的微型機器人，該微型機器人的能量來源是甲醇。它長15毫米，質量只有88毫克（大約相當於三粒大米），卻可以拖運其自身重量2．6倍的物體。它能夠攜帶95毫克的燃料，燃料最多可以為其供電2個小時。



值得一題的是，甲醇在正常大氣壓下以液體形式儲存，能量是小型電池的10倍以上。這意味著利用甲醇驅動的微型機器人自主性更強，同時可以保持較小的體積。

為了驗證在甲醇驅動下機器人的運動性能，研究人員進行了兩組實驗，分別測試了測試了斜面傾斜角度爬坡能力和RoBeetle在粗糙程度不同表面上的爬行能力。



結果顯示，第一組實驗該機器人能輕鬆爬上傾斜角為5°和10°的斜坡，但在傾斜角度升至15°時失敗了。第二組時機器人可以在紙巾、泡沫表面爬行，但無法在光滑的玻璃表面爬行，並且它可以拖運其自身重量2．6倍的物體。

研究人員表示，RoBeetle的動力設計可作為範例，用於研發能夠在水陸空運動的自主微型機器人。下一步計劃是研究在RoBeetle工作時如何為其添加燃料，從而使機器人可以長時間持續工作。此外，研究人員計劃對RoBeetle進行編程，使操作者能與它進行交互，讓機器人可以充當人工授粉器，或者協助醫生進行複雜的手術。

雖然RoBeetle是一個令人興奮的微機器人裡程碑，但仍有改進空間。RoBeetle 的運動速度比其它微機器人小得多。同時，該機器人只能向前運動，人們無法控制其轉向和速度。此外，由於研究人員放棄了傳統的電子控制器，因此機器人的功能升級更為困難，並且限制了外部控制與交互。

當然，對於微型機器人的探索仍在繼續，也許在未來，它們能有效地解決能源問題。如同電影《超能陸戰隊》中的微型機器人一般，能變化出各種形態，未來將發揮無限可能。


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