无电池“甲虫”微型机器人 靠甲醛驱动 体积更小更环保
【CNMO新闻】微型机器人相信大家都不会陌生 ， 这一类小体积机器人可以在狭小的空间内工作 ， 为人类提供帮助 ， 但由于能源和体积的原因 ， 目前还有很多值得探索的内容 。 近日 ， 南加州大学的研究团队制造出了一个靠甲醇驱动 ， 只有甲虫般大小的微型机器人“RoBeetle” 。 相关论文登上了《Science》机器人子刊封面 。
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靠甲醛驱动的新型机器人（图源来自网络）
这只名为“RoBeetle”的微型机器人 ， 长度仅为15毫米、重88毫克 ， 却能够拖运自身重量2.6倍的物体 。 另外 ， 它还可以额外携带95毫克的燃料 ， 续航时间为2个小时 。 达到这样效果的很大一部分原因是由于它一改以往电池供电 ， 取而代之的是采用甲醇（CH3OH）作为燃料驱动 。
甲醇这样的液体燃料 ， 每单位体积所提供的能量会比电池更多 ， 同时也剔除了外部电源、电线的重量 ， 以及受到磁场的干扰 。 从理论上讲 ， 这种机器人比电力驱动的同类拥有更多的自主权 ， 同时又能保持很小的尺寸 。 除此之外 ， “RoBeetle”还使用了“人造肌肉系统” ， 使其可以像真实生物一般收缩和放松的微型人造肌肉 ， 并且使用覆盖有铂粉的镍钛合金线加快甲醇蒸汽的燃烧 。 这一过程产生的热量会导致机器人腿部的电线缩短 ， 待冷却后重新伸展 ， 以此驱动RoBeetle的运动 。
靠甲醛驱动的新型机器人（图源来自网络）
其致动机制的核心组件包含一个镍钛合金核（NiTicore）和一个凝集铂（Pt）粉的外催化层 。 在操作过程中 ， 复合线材（compositewire）的SMA核心被催化表面上燃料的可控催化燃烧所产生的热量激活 。
该机器人还拥有爬坡技能 ， 并且可以在不同纹理的表面行进 ， 包括玻璃、泡沫材料、混凝土人行道 。 论文一作杨秀峰说 ， 未来这个微型机器人可能还会应用于各种场景 ， 比如协助完成人工授粉、环境监测、进行基础设施的检查、完成自然灾害后的搜救任务等 。
【无电池“甲虫”微型机器人 靠甲醛驱动 体积更小更环保】值得一提的是 ， 论文一作是来自南加州大学的研究员杨秀峰 ， 本科和硕士均就读于华中科技大学 。 2015年开始 ， 杨秀峰在南加州大学担任研究助理 ， 并于今年5月获得机械工程博士学位 。 他在机电设计和控制方面拥有深厚的研究背景 ， 推动了尖端移动机器人领域的发展 。 同时 ， 杨秀峰也是跨学科机器人领域有力的贡献者和组织者 。 杨秀峰也曾发表过多项微型机器人相关研究 。 2019年10月 ， 微型昆虫飞行机器人“Bee+”曾刊登在《IEEE机器人与自动化快报》 ， 并入围IROS2019最佳论文奖提名 。
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