机器人昆虫利用世界纪录技术在水中实现移动

WaterStrider机器人利用号称世界上最小、最轻的形状记忆致动器
Bob Hubner，WSU图片服务

在水面张力的支撑下，水上漫游者在水面上奔跑，令人着迷。科学家们现在已经制造出了这种昆虫的微小机器人版本，它利用一个破纪录的致动器来移动。

WaterStrider机器人是由华盛顿州立大学副教授Néstor O.Pérez Arancibia和工程博士生Conor Trygstad领导的团队制造的。研究人员还建造了一个更小、更简单的受水虫启发的机器人，名为MiniBug。

当然，两者中更有趣的是，WaterStrider机器人只有22毫米长（MiniBug只有8.5毫米），体重只有56毫克。它的主体大部分是碳纤维，利用四个圆盘状的脚来保持表面张力，防止下沉。

然而，机器人真正有趣的部分是移动其双臂/鳍的“形状记忆致动器”。据报道，它的长度为7毫米，是有史以来同类设备中最小的。


WaterStrider和MiniBug以及一枚25美元硬币
Bob Hubner，WSU图片服务

该致动器包含两条由镍钛合金制成的微小电线，加热时会收缩，但冷却时会松弛回到更长的默认状态。当暴露在电流中时，电线会变热，从而收缩。当电流停止时，导线冷却并恢复到其“记忆”的较长状态。

因此，通过施加脉动电流，可以使电线在两种状态之间快速来回切换，在这个过程中拍打连接的手臂。通过这种方式，WaterStrider能够以每秒40次的速度拍打手臂，以每秒6毫米的速度在水面上“划水”。

在不同的配置中使用，致动器能够额外提升155倍于其自身重量。

Pérez Arancibia、Trygstad及其同事目前正在将电源整合到机器人中，此外，他们还希望开发其他受昆虫启发的机器人，这些机器人既可以在水面上移动，也可以在水面下移动。

有一天，这些机器人可以用于人工授粉、搜救和环境监测等应用，而致动器本身也可以用于微制造和机器人辅助手术等任务。

最近，一篇关于这项研究的论文发表在《IEEE机器人与自动化学会国际智能机器人与系统会议论文集》上。

不，这不是我们见过的第一个水上机器人。先前的例子已经通过操纵表面张力和通过热敏膜进行了移动。

资料来源：华盛顿州立大学