仅靠甲醇就能续命，却能拖运自身重量 2.6 倍的物体，这样的机器人，你见过吗？

近日，南加州大学的研究团队制造出了一个长15毫米、重88毫克，只有甲虫般大小的微型机器人“RoBeetle”，登上了《Science》机器人子刊封面。

机器人通常使用电池或插座供电，这款名为“RoBeetle”的机器人却有点不同，它是依靠甲醇来供能的。

像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，这就意味着甲醇驱动的微型机器人不再需要附加外部电源，比如电线、电磁场。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。

大多数的机器人都需要体积庞大且需要电力的电机，电池成为机器人运行的必需品，而电池的大小限制着机器人的“体型”，即使是最小的电池也有50毫克重的虎甲虫重量的10~20倍。

◼ 人造肌肉驱动

来自南加州大学的研究者设计了可以像真实物体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。

RoBeetle 重量仅有 88 毫克，能够拖运自身重量 2.6 倍的物体。它可以额外携带 95 毫克的燃料，续航时间长达 2 个小时。

◼ 爬坡技能设计

RoBeetle 拥有爬坡技能，并且可以在不同纹理的表面行进，包括玻璃、泡沫睡垫、混凝土人行道。它是通过基于可变摩擦的运动方式来实现爬行，但本研究提出的致动方法可以赋能一系列微型机器人平台，进而实现机器人的行走、跳跃、游泳和飞翔动作。

下图 3B 展示了致动、感知和反馈控制的联合机制；图 3C 至 3H 展示了实现自主操作所需的所有组件，包括 NiTi-Pt 复合线材、MCM 以及燃料箱和其他结构构件。

同时，研究团队在玻璃等光滑材料、床垫等粗糙材料，以及倾斜表面上测试了他们的机器人，事实表明在这些情况下，“RoBeetle”都可以正常运行。

◼ 运动性能测试

为了验证提出的致动方法并探究 RoBeetle 原型的运动性能，研究者进行了两种类型的实验：静止条件和平缓移动条件下的自主爬行。这两个实验旨在根据平均爬行速度来突出最坏和最佳情况下的操作条件。

下图 5A 中展示了第一类运动测试的实例，图 5B 展示了第二类运动测试的实例。与这两个测试相对应，机器人位置随时间变化的情况如图 5C 所示。

操作过程中，机器人后腿爪部到前腿爪部的距离随着人造肌肉的收缩呈现周期性增加，同时随着人造肌肉的延伸而距离缩小。

◼ 有效载荷演示

研究者演示了 RoBeetle 携带有效载荷的能力，并展示了机器人执行简单自动化任务时与环境的交互。

在未来的研究中，研究者将进一步探索如何实现机器人的燃料添加功能，从而在更长的时间内持续供能。此外，如果能够对 RoBeetle 进行编程并实现与操作者通信，那么这款机器人还能用于人工授粉或协助手术等更多场景。

---

人工智能、机器人、编程热潮方兴未艾，未来智能化生活大势所趋，如何立足于时代潮流奋勇前行呢？

思铺学院人工智能营地、人工智能类微创课题，深度剖析当下热点问题，理论与实践结合，以成果导向为输出，对机器人、工程技术感兴趣的同学，不要错过哦~