最小的遥控步行机器人使用形状记忆合金

这些微型螃蟹机器人可以通过加热变形形状记忆合金进行远程控制   Northwestern University

伊利诺伊州西北大学的研究人员展示了世界上最小的遥控步行机器人，只有半毫米宽。这种微型机器可以在没有液压或电力的情况下弯曲、扭曲、爬行、行走、转弯和跳跃。
 
机器人使用形状记忆合金材料制造，然后将其变形为所需形状。加热这些合金会使它们弹回到原来的形状，当热量消除时，薄薄的一层玻璃能够将它们弹回到变形的形状。
 
这种情况下的热量是由扫描激光提供的，扫描激光通过螃蟹来加热合金。因为它们很小，热量扩散得非常快，即使在每秒10个周期的情况下，它们的反应也令人惊讶。扫描激光的方向决定了运动的方向——向右扫描，螃蟹向右行走——仅仅是因为腿部动作的时间。该团队以每秒一半身长的平均速度记录他们。


这些螃蟹只有半毫米宽，每秒可以移动一半身体长度  Northwestern University

然后他们尝试了一些不同的几何形状，包括可以通过旋转扫描激光诱导转动的水上行走三脚架结构，能够进行小跳跃的卷绕结构，以及其他能够扭转和其他运动的结构。
 
制造过程非常吸引人——团队将机器人制造成平面结构，这是它们的加热状态。然后，他们将扁平结构粘接在拉伸的橡胶基材上，但仅限于脚部。然后放松橡胶，缩小机器人的足迹，使机器人在受控的屈曲过程中从表面弹出，使其处于最终的三维“冷却”位置，在该位置可以应用玻璃涂层使其保持形状，直到加热。
 
领导这项实验工作的材料科学与工程教授约翰·罗杰斯说：“机器人是一个激动人心的研究领域，微型机器人的开发是一个有趣的学术探索课题。”。“你可能会想象微型机器人在工业中作为维修或组装小型结构或机器的代理，或作为外科助理来清除堵塞的动脉，停止内出血或消除癌性肿瘤——所有这些都是在微创手术中进行的。”
 

这些小动物是受儿童弹出式书籍启发而采用的技术制造的   Northwestern University

当然，想象它们本身需要我们想象如何将激光定向加热到它们设计用于操作的微小空间——这在体内并不简单。所以还有很多工作要做。
 
哦，为什么是螃蟹？罗杰斯说：“有了这些装配技术和材料概念，我们可以建造几乎任何尺寸或3D形状的步行机器人。”。“但学生们被小螃蟹的侧向爬行动作所鼓舞和逗乐。这是一种创造性的突发奇想。”看看下面的视频。
 
这项研究发表在《科学机器人》杂志上。
 
资料来源：Northwestern University