2020年01月15日 | 英美瑞士三国4大微型机器人盘点，最轻仅259毫克，靠太阳能飞行

2020-01-15 来源：智东西

导语：世界各国在微型机器人领域已经取得了不少研究成果，“昆虫”机器人可以检修管道，“蚂蚁”机器人能够翻越路障，“蜜蜂”机器人靠太阳能飞行。

最近，瑞士联邦理工、哈佛机器人实验室、英国谢菲尔德大学和麻省理工纷纷公布了最新研发的微型机器人，可以应用于工业、通信和航空等各个领域，甚至还有能够组装任意种类机器人的微型电机。

微型机器人的应用非常广泛，可以进入人类无法到达的环境进行勘查，将图像等信息传输回来，帮助人类完成许多困难任务。

为了更加了解这些不同种类的微型机器人的能力，我们盘点了瑞士、英国和美国4种在技术上取得了新突破的代表性机器人，为大家做详细介绍。

瑞士联邦理工研发“蚂蚁”机器人

瑞士联邦理工学院研究小组受到蚂蚁的启发，开发了10克重的微型机器人，它们可以相互交流，彼此分配角色，一起完成复杂的任务。

这些三条腿的t型折纸机器人被称为Tribots，只需折叠一叠多材料的薄片，几分钟就能组装好，适合大规模生产。完全自主、不受束缚的Tribots配备了红外和近距离传感器，用于探测和通信。根据应用程序的不同，它们可以容纳更多的传感器。

Tribots能够彼此交流，进行集体行动，它们的设计非常简单，单个机器人重量仅有10克，可以通过多种运动模式在任何类型的表面进行导航。研究人员已经在Nature杂志上发表了他们的研究成果。

总的来说，他们可以快速检测并克服障碍物，通过并移动比自身更大更重的物体。

研究人员表示，Tribots的设计模仿了齿象蚁的行动方式，为了躲避捕食者，它们会从一片叶子跳到另一片叶子上。Tribots机器人通过折叠的设计复制了这种弹射机构，同时结合了多个形状记忆合金驱动器，一个机器人可以完成三种不同方式的运动，包括垂直和水平爬行、滚动、跳跃。

每个机器人根据情况被分配特定的角色。“探索者”探测路径中的物理障碍物，例如物体，山谷和山脉。在检测到障碍物后，通知其他队员。然后，“领导者”给出指示。与此同时，“工人”集中力量移动物体。“每个Tribot，团队中的蚂蚁一样，可以扮演不同的角色。面对新任务或未知环境时，每个Tribot都可以随时承担新角色。

史上最轻机器人，仅重259毫克

哈佛微型机器人实验室研发出了一款史上最轻的飞行机器人，重量仅有259毫克。这款新型机器人和蜜蜂非常相似，被称为RoboBee X-Wing，不需要电池提供动力，只需太阳能供电就能持续飞行。

RoboBee X-Wing的设计采用了创新的四翼结构，通过前后摆动产生足够的升力。飞行器仅重90毫克，翼展3.5厘米，整个集成系统重259毫克，高6.5厘米。

RoboBee X-Wing使用重量约为10毫克的微型太阳能电池供电，为了提高飞行效率，还增加了一对额外的机翼。

目前，市场上最小的太阳能电池重量为10毫克，最大程度吸收太阳能时，每毫克可获得0.76毫瓦功率的电量，受到太阳能供电的限制，Robobee X-Wing是无法完成长时间的室外飞行的。

但Robert Wood带领他的团队解决了这个问题，他说：“动力飞行因为质量和动力之间的权衡，在小规模的飞行器上是一个很大的问题，即使是最小的商用电池也比机器人重的多，我们创造了极轻量级多电源电路，并集成了高效的太阳能电池。”

微型机器人被用于管道检修

2018年，英国政府与包括谢菲尔德在内的六所大学开展了一项耗资3500万美元的研究，开发“昆虫机器人”，用于修复地下管道网络。

英国谢菲尔德大学机械工程教授Kirill Horoshenkov和他的团队在地下管道中部署了大量微型“昆虫”机器人，使用管道内传感器将检测信息传输给机器人。

受到微型管道机器人的启发，劳斯莱斯工程师开发了依靠用于飞机引擎修理的微型机器人。他们表示，如果飞机引擎的检测修理工作由人工来完成，或许需要5个小时，但有了这些微型机器人，它们可能只需要5分钟就能完成整个检测和修理过程。

▲目前市面已有的管道机器人

2019年2月，测试设备供应商Eddyfi收购了半自动爬行系统机器人制造商Inuktun，Eddyfi的CEO Martin th riault表示，将Inuktun的机器人与Eddyfi的传感器和仪器相结合，可以实现按客户要求定制解决方案。

虽然目前大多数微型机器人技术都专注于检测，但微型机器人将有很大可能被用于修复管道。

微型电机能够任意组装机器人

麻省理工学院近日公开了他们最近研发的一种微型可移动电机，这种电机，只是一个带有一些结构部件的磁铁和线圈，但它可以来回“行走”，或者使更复杂的机器的齿轮来回移动。

这种微型移动电机和其他微型核心机器，如果能够应用在更广泛的机器人设计中，将可能把机器人的组装变得更有灵活性，比如农业机器人、救灾机器人或其他各类机器人。

此前，他们已经展示了其他核心部件可以由类似的基本成分组装而成，未来，这些微型核心机器实际上可以自动自组装成更大的结构，能够执行特定的任务。

结语：微型机器人可帮助人类高效工作

研究人员不断研发出能够适用于更多工作环境的微型机器人，有专门用于管道检修的“昆虫”机器人，不需要电力就能飞行的“蜜蜂”机器人，甚至还有能够组装任意种类机器人的微型电机。

这些微型机器人如果实现量产，将能够用于完成各种人类不愿或不能完成的工作。

在更多的危险情况下，比如完成搜索救援工作时，微型机器人能够到达人类很难进入的环境中，最大程度的保护人类安全的同时更高效的完成任务。

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