西北大学的工程师开发了有史以来最小的遥控行走
机器人——它以一只可爱的小偷脚趾蟹的形式出现。
这只小螃蟹只有半毫米宽，可以弯曲、扭曲、爬行、行走、转身甚至跳跃。研究人员还开发了类似于英寸蠕虫、蟋蟀和甲虫的毫米大小的机器人。虽然目前这项研究是探索性的，但研究人员认为，他们的技术可能会使该领域更接近于实现可以在密闭的空间内执行实际任务的微型机器人。
该研究将于周三（5月25日）发表在《科学机器人学》杂志上。去年9月，同一团队推出了一个有翼微芯片，这是有史以来最小的人造飞行结构。
JohnA说，机器人是一个令人兴奋的研究领域，微尺度机器人的开发是学术探索的有趣话题。罗杰斯，他领导了实验工作。你可能会想象微机器人是修理或组装工业中小型结构或机器的代理人，或者作为手术助理，以清除堵塞的动脉，停止内出血或消除癌症肿瘤——所有这些都是微创手术。
领导理论工作的黄永刚补充说，我们的技术可以实现各种受控运动模式，并能以每秒一半身体长度的平均速度行走。对于地面机器人来说，在如此小的规模上实现这一点非常具有挑战性。
作为生物电子学的先驱，罗杰斯是西北大学麦考密克工程学院和范伯格医学院的材料科学与工程、生物医学工程和神经外科的路易斯·辛普森和金伯利·奎里教授，也是奎里·辛普森生物电子学研究所（QSIB）的主任。Huang是McCormick的Jan和MarciaAchenbach机械工程和土木和环境工程教授，也是QSIB的关键成员。
螃蟹比跳蚤小，不由复杂的硬件、液压或电力驱动。相反，它的力量在于它身体的弹性弹性。为了建造机器人，研究人员使用了一种形状记忆合金材料，这种材料在加热时会变成“记住”的形状。在这种情况下，研究人员使用扫描激光束在机器人身体的不同目标位置快速加热。薄薄的玻璃涂层在冷却时弹性地将相应部分的结构恢复为变形形状。
当机器人从一个阶段变换到另一个阶段时——变形为记忆中的形状，然后又回来——它会产生运动。激光不仅远程控制机器人激活机器人，激光扫描方向还决定机器人的行走方向。例如，从左到右扫描会导致机器人从右向左移动。
Rogers解释说，由于这些结构太小了，冷却速度非常快。事实上，缩小这些机器人的尺寸可以让它们跑得更快。
为了制造如此小的生物，Rogers和Huang转向了他们八年前引入的一种技术——一种受儿童弹出式书启发的弹出式组装方法。
首先，该团队以平坦的平面几何形状制作了步行螃蟹结构的前身。然后，他们将这些前体粘合到略微拉伸的橡胶衬底上。当拉伸的基质松弛时，会发生受控屈曲过程，导致螃蟹“弹出”成精确定义的三维形式。
通过这种制造方法，西北团队可以开发各种形状和尺寸的机器人。那么，为什么是偷窥螃蟹？我们可以为此感谢Rogers和Huang的学生。
Rogers说，有了这些组装技术和材料概念，我们可以制造几乎任何尺寸或3D形状的行走机器人。但学生们对小螃蟹的侧向爬行动作感到鼓舞和有趣。这是一个创造性的突发奇想。
