美国南加州大学的研究人员制造了一个仅重88毫克的机器人,该机器人依靠人工力学和甲醇液体燃料移动。

 


                                                                 RoBeetle机器人的灵感来自一种甲虫。照片:AFP。

 

长期以来,科学家一直希望开发能够在人类无法进入的环境中运行的微型机器人,但是如何为它们供电并使其长时间处于运动状态是很大的挑战。

 

大多数机器人都依靠电运行,因此需要电池。但是,当今最小的电池重量是甲虫的10到20倍。

 

南加州大学研究人员的新发明名为RoBeetle,其灵感来自一种重约50毫克的老虎甲虫。研究主要作者杨秀峰在8月19日发表在《科学机器人》杂志上的一篇文章中说:“我们希望创造出一种重量和大小都与真实昆虫相同的机器人。”

 

RoBeetle仅15毫米长,重88毫克,使其成为有史以来最轻的小型自动机器人之一。该机器人由电池代替甲醇,由甲醇液体燃料提供动力,并使用人造肌肉爬行,爬坡道并将东西背在身上。

 

机器人的机械系统由镍钛合金线(也称为镍钛诺)制成,与大多数其他金属相反,镍钛合金线在受热时会收缩。导线上涂有铂粉,铂粉充当催化剂来点燃从液体燃料罐中散发出的甲醇蒸气。

 

当蒸汽在铂粉上燃烧时,会产生热量,使镍钛诺丝收缩,同时还密封了一系列阀门以结束燃烧过程。然后,金属丝冷却并膨胀,这将阀门拉回,从而使甲醇蒸气蒸发。重复相同的过程,直到燃料用完。

 

膨胀的人造肌肉纤维也连接到机器人的前腿,从而使其可以通过驱动机构爬行。测试表明,RoBeetle可以在从平坦到倾斜以及从光滑到粗糙的各种表面上移动。

 

该团队强调说,机器人的背部可以承受自身重量的2.6倍。充满燃料后,它可以连续工作两个小时。

 

将来,这种微型机器人有望用于多种用途,包括人工授粉,环境监测,基础设施检查以及灾后搜索和救援援助。