中新網(wǎng)杭州8月14日電(林波 楊佳吟)從108米高的標(biāo)志塔頂?shù)袈?，摔在地上片刻后，它再次起身蹦跶……這款“打不死的小強”是西湖大學(xué)工學(xué)院機械工程講席教授姜漢卿實驗室研發(fā)的“昆蟲尺度的軟體機器人”。

“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’?！苯獫h卿于近日受訪時表示，這款“昆蟲尺度的軟體機器人”能在復(fù)雜的野外環(huán)境自主爬行、跳躍、游泳，未來可以應(yīng)用于搜救、水體監(jiān)測等場景。

為何研發(fā)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(huán)境中自主運動，還能走出實驗室到戶外環(huán)境自由探索。

這款昆蟲大小的機器人為什么這么“能打”？

姜漢卿解釋說，這款機器人的靈感來源于昆蟲。在自然界中，昆蟲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(fā)出驚人的力量。

受肌肉伸縮的啟發(fā)，姜漢卿從力學(xué)角度出發(fā)，利用彈性力和靜磁吸力的平衡來實現(xiàn)機器人類似肌肉收縮的運動，“我們設(shè)計了驅(qū)動系統(tǒng)，塞進‘小強’的小身板里?！?/p>

據(jù)介紹，驅(qū)動系統(tǒng)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(chǎn)生彈力。通電后，線圈產(chǎn)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(xiàn)對吸力的動態(tài)調(diào)控。

這一“磁吸+彈性”的巧妙結(jié)合，讓“小強”可以在低電壓(<4V)下產(chǎn)生高達210N/kg的輸出力和60%的變形率，遠超傳統(tǒng)技術(shù)水平。

這正是最近姜漢卿實驗室提出的全新電磁彈性體驅(qū)動機制，這一機制有效突破了柔性與微型系統(tǒng)中傳統(tǒng)驅(qū)動方式的性能瓶頸，在高輸出力、大形變與低電壓驅(qū)動之間實現(xiàn)了有機統(tǒng)一，也讓“昆蟲尺度的軟體機器人”能夠在復(fù)雜戶外環(huán)境中實現(xiàn)完全自主運動。

此外，這款機器人的生命力也和其它昆蟲一樣強大——能耗低，只有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(yīng)用？

“它們可以幫助人們做人類甚至許多機器人做不到的關(guān)鍵事情?！苯獫h卿解釋說，實驗室里幾種不同的“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(fā)無損地繼續(xù)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(zhí)行搜救任務(wù)。未來，在地震等重大自然災(zāi)害發(fā)生后，它可以被無人機從空中投放，快速滲透進入廢墟深處，尋找被困人員位置并發(fā)出信號，成為生命搜救的“先鋒兵”。

而自驅(qū)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(huán)境或監(jiān)測污染。(完)

編輯：胡倩

責(zé)任編輯：陳翠

編審：張宏彥