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研究人員發(fā)明微型昆蟲機(jī)器人，離全自主微型機(jī)

隨著科技的不斷發(fā)展，以及人工智能技術(shù)的進(jìn)步，微型機(jī)器人日趨普遍，它們可以在極為狹小的空間里運(yùn)動，這是人類和傳統(tǒng)機(jī)器人無法做到的。但由于其體型過小，以至于功率、控制力受限。事實上，目前，絕大多數(shù)微型機(jī)器人由電動執(zhí)行器驅(qū)動，而由于電池的小規(guī)模（低于1．8兆焦耳每公斤）令機(jī)器人尚不能夠自主地工作。也就是說，想要開發(fā)真正自主的微型機(jī)器人，還需要在微制造、驅(qū)動和控制的有所創(chuàng)新，比如引入新的動力來源、機(jī)制、結(jié)構(gòu)微元件和驅(qū)動材料。近日，《科學(xué)機(jī)器人》上的一篇文章，報告了來自南加州大學(xué)的研究人員發(fā)明的一款酒精驅(qū)動的微型昆蟲機(jī)器人RoBeetle。這對于解決微型機(jī)器人能量來源問題上意義重大，也令科學(xué)界朝著研發(fā)完全自主微型機(jī)器人的目標(biāo)邁進(jìn)了重要的一步。不同于其他依靠電池或外接電線驅(qū)動的微型機(jī)器人，該微型機(jī)器人的能量來源是甲醇。它長15毫米，質(zhì)量只有88毫克（大約相當(dāng)于三粒大米），卻可以拖運(yùn)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(qū)動的微型機(jī)器人自主性更強(qiáng)，同時可以保持較小的體積。為了驗證在甲醇驅(qū)動下機(jī)器人的運(yùn)動性能，研究人員進(jìn)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(jié)果顯示，第一組實驗該機(jī)器人能輕松爬上傾斜角為5°和10°的斜坡，但在傾斜角度升至15°時失敗了。第二組時機(jī)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，并且它可以拖運(yùn)其自身重量2．6倍的物體。研究人員表示，RoBeetle的動力設(shè)計可作為范例，用于研發(fā)能夠在水陸空運(yùn)動的自主微型機(jī)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(jī)器人可以長時間持續(xù)工作。此外，研究人員計劃對RoBeetle進(jìn)行編程，使操作者能與它進(jìn)行交互，讓機(jī)器人可以充當(dāng)人工授粉器，或者協(xié)助醫(yī)生進(jìn)行復(fù)雜的手術(shù)。雖然RoBeetle是一個令人興奮的微機(jī)器人里程碑，但仍有改進(jìn)空間。RoBeetle 的運(yùn)動速度比其它微機(jī)器人小得多。同時，該機(jī)器人只能向前運(yùn)動，人們無法控制其轉(zhuǎn)向和速度。此外，由于研究人員放棄了傳統(tǒng)的電子控制器，因此機(jī)器人的功能升級更為困難，并且限制了外部控制與交互。當(dāng)然，對于微型機(jī)器人的探索仍在繼續(xù)，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(zhàn)隊》中的微型機(jī)器人一般，能變化出各種形態(tài)，未來將發(fā)揮無限可能。

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