比跳蚤還小，幾個微型螃蟹機器人站在一起。圖片來源：美國西北大學

據(jù)25日發(fā)表在《科學·機器人》雜志上的一項研究，美國西北大學工程師開發(fā)出有史以來最小的遙控步行機器人，它以一種小巧可愛的螃蟹形式出現(xiàn)。

這只微型螃蟹只有半毫米寬，可彎曲、扭曲、爬行、行走、轉(zhuǎn)身甚至跳躍。研究人員還開發(fā)了形似尺蠖、蟋蟀和甲蟲的毫米大小的機器人。

領導實驗工作的約翰·羅杰斯說，機器人學是一個令人興奮的研究領域，微型機器人的發(fā)展更是學術探索的一個有趣話題。

研究人員表示，新技術能夠?qū)崿F(xiàn)多種受控運動方式，并且可以每秒一半身長的平均速度行走。對于陸地機器人來說，要在如此小的規(guī)模上實現(xiàn)這一點非常具有挑戰(zhàn)性。

微型螃蟹機器人比跳蚤還小，它不是由復雜的硬件、液壓或電力驅(qū)動的。相反，它的力量在于它身體的彈性。為了構建機器人，研究人員使用了一種形狀記憶合金材料，這種材料在加熱時會轉(zhuǎn)變?yōu)椤坝洃洝钡男螤睢Ｑ芯咳藛T使用掃描的激光束在機器人身體的不同目標位置快速加熱，一層薄薄的玻璃涂層在冷卻時彈性地使相應的結(jié)構部分恢復到其變形前的形狀。

隨著機器人從一個階段變?yōu)榱硪粋€階段，變形為記憶形狀并再次變回，它就會產(chǎn)生運動。激光不僅能遠程控制機器人啟動，掃描方向也決定了機器人的行走方向。例如，從左向右掃描會導致機器人從右向左移動。

羅杰斯解釋說，因為這些結(jié)構非常小，冷卻速度非常快。事實上，縮小這些機器人的尺寸可讓它們跑得更快。

研究人員還引入了一種受兒童彈出式書籍啟發(fā)的組裝方法。研究團隊以平坦的平面幾何形狀制造了行走蟹結(jié)構的前身。然后，他們將這些前體黏合到略微拉伸的橡膠基材上。當拉伸的基材松弛時，會發(fā)生受控的屈曲過程，導致螃蟹“彈出”成精確定義的三維形狀。通過這種制造方法，研究團隊可制造幾乎任何尺寸或3D形狀的步行機器人。

【總編輯圈點】

同一研究團隊，去年9月曾推出了一款帶翼微芯片，那是迄今最小的人造飛行結(jié)構，被《自然》雜志以封面形式刊發(fā)。而今研究團隊在構建微小機器人領域再進一步，創(chuàng)造了最小的遙控步行機器人。在實際應用中，你可以把它想象成修復或組裝行業(yè)中的微縮版機器，或者作為微型手術助手來幫助人類醫(yī)生清除阻塞的動脈、止血或消除癌性腫瘤，換句話說，它將是未來微創(chuàng)手術的重要“參與者”。