美國(guó)科學(xué)家研制出體積最小、重量最輕、速度最快的機(jī)器人

????????警用裝備網(wǎng)訊：?兩種類似昆蟲的機(jī)器人--迷你蟲和水黽可能是迄今已知最小、最輕、最快的全功能微型機(jī)器人，由華盛頓州立大學(xué)研制。這種微型機(jī)器人有朝一日可用于人工授粉、搜救、環(huán)境監(jiān)測(cè)、微型制造或機(jī)器人輔助手術(shù)等領(lǐng)域。

　　學(xué)者們?cè)陔姎夂碗娮庸こ處煂W(xué)會(huì)機(jī)器人與自動(dòng)化協(xié)會(huì)的智能機(jī)器人與系統(tǒng)國(guó)際會(huì)議論文集上報(bào)告了他們的研究成果，迷你蟲重8毫克，而水黽重55毫克。兩者的移動(dòng)速度均為每秒 6 毫米。

　　機(jī)械與材料工程學(xué)院的博士生、這項(xiàng)研究的第一作者康納-特里格斯塔德(Conor Trygstad)說(shuō)：“與這種規(guī)模的其他微型機(jī)器人相比，這個(gè)速度已經(jīng)很快了，不過(guò)仍然落后于它們的生物親戚。”

　　一只螞蟻通常重達(dá)五毫克，移動(dòng)速度幾乎可達(dá)每秒一米。這些微型機(jī)器人的關(guān)鍵在于它們的微小致動(dòng)器。特里格斯塔德使用一種新的制造技術(shù)，將致動(dòng)器微型化到不到一毫克，這是目前已知的最小的致動(dòng)器。

　　領(lǐng)導(dǎo)該項(xiàng)目的西悉尼大學(xué)機(jī)械與材料工程學(xué)院工程學(xué)副教授 Néstor O. Pérez-Arancibia 說(shuō)： “這種致動(dòng)器是迄今為止為微型機(jī)器人開發(fā)的最小、最快的致動(dòng)器?！敝聞?dòng)器使用一種稱為形狀記憶合金的材料，這種材料在加熱時(shí)能夠改變形狀。

　　之所以稱其為 “形狀記憶”，是因?yàn)樗苡涀〔⒒謴?fù)到原來(lái)的形狀。與驅(qū)動(dòng)機(jī)器人的典型電機(jī)不同，這些合金沒(méi)有任何活動(dòng)部件或旋轉(zhuǎn)組件。

　　特里格斯塔德說(shuō)：“它們的機(jī)械性能非常好。輕型致動(dòng)器的開發(fā)開辟了微型機(jī)器人技術(shù)的新領(lǐng)域?！毙螤钣洃浐辖鹨话悴挥糜诖笠?guī)模機(jī)器人運(yùn)動(dòng)，因?yàn)樗鼈兊乃俣忍?。然而，?WSU 機(jī)器人的案例中，致動(dòng)器是由兩根直徑為 1/1000 英寸的微小形狀記憶合金線制成的。

　　只需少量電流，這些金屬絲就能輕松加熱和冷卻，使機(jī)器人能夠以每秒 40 次的速度扇動(dòng)鰭或移動(dòng)腳。在初步測(cè)試中，致動(dòng)器還能舉起自身重量的 150 多倍。

　　與其他用于使機(jī)器人移動(dòng)的技術(shù)相比，SMA 技術(shù)也只需要極少量的電力或熱量就能使機(jī)器人移動(dòng)。特里格斯塔德說(shuō)：“ SMA系統(tǒng)對(duì)供電系統(tǒng)的要求要低得多。”

　　特里格斯塔德是一位狂熱的飛蠅釣魚愛(ài)好者，他長(zhǎng)期以來(lái)一直在觀察水黽，并希望進(jìn)一步研究它們的運(yùn)動(dòng)。

　　雖然西悉尼大學(xué)的水黽機(jī)器人是用扁平的拍打運(yùn)動(dòng)來(lái)移動(dòng)自己，但自然界的昆蟲是用腿來(lái)做更有效的劃船運(yùn)動(dòng)，這也是真正的昆蟲能移動(dòng)得更快的原因之一。

　　研究人員希望仿造另一種昆蟲，開發(fā)出一種既能在水面上移動(dòng)，又能在水面下移動(dòng)的水黽型機(jī)器人。他們還在努力使用微型電池或催化燃燒技術(shù)，使機(jī)器人完全自主，不受電源的束縛。

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