華盛頓州立大學研發的兩種昆蟲機器人- 迷你蟲和水黽，是迄今已知最小、最輕、最快的全功能微型機器人。這種微型機器人有朝一日可用於人工授粉、搜救、環境監測、微型製造或機器人輔助手術等領域。他們在電氣和電子工程師學會（IEEE）機器人與自動化協會的智慧機器人與系統國際會議論文集上報告了他們的研究成果，微型蟲子重8毫克，而水黽重55毫克。兩者都能以每秒約六毫米的速度移動。

華盛頓州立大學的研究人員開發了最小、最快的微型機器人，有望改變從人工授粉到外科手術的各個領域。這些機器人利用形狀記憶合金進行運動，比以前的型號明顯更輕、更快，透過模仿自然界昆蟲的行為，有望實現更高的自主性和效率。圖片來源：西雪梨大學圖片社

速度和微型化的突破

機械與材料工程學院的博士生、這項研究的第一作者康納-特里格斯塔德（Conor Trygstad）說：”與這種規模的其他微型機器人相比，這是非常快的速度，儘管它仍然落後於它們的生物親戚。一隻螞蟻通常重達五毫克，移動速度可達每秒近一米。”

微型機器人的關鍵在於使機器人移動的微型致動器。特里格斯塔德利用一種新的製造技術，將致動器微型化到少於一毫克，這是目前已知最小的致動器。

一個西悉尼大學創造的機器人被放在一個25美分硬幣旁邊，以顯示其大小。資料來源：西雪梨大學

領導該計畫的西悉尼大學機械與材料工程學院工程學副教授Néstor O. Pérez-Arancibia 說：”這些致動器是迄今為止為微型機器人開發的最小、最快的致動器。”

先進的致動器技術

致動器使用一種稱為形狀記憶合金的材料，在加熱時能夠改變形狀。之所以稱之為”形狀記憶”，是因為它能記住並恢復原來的形狀。與移動機器人的典型馬達不同，這些合金沒有任何活動部件或旋轉組件。

Trygstad 說：”它們的機械性能非常好，輕型致動器的開發開啟了微型機器人技術的新領域。”

形狀記憶合金一般不用於大規模機器人運動，因為它們的速度太慢。但在西雪梨大學的機器人中，執行器是由兩根直徑為1/1000 英吋的微小形狀記憶合金線製成的。只需少量電流，這些金屬絲就能輕鬆加熱和冷卻，使機器人能夠以每秒40 次的速度扇動鰭或移動腳。在初步測試中，致動器還能舉起超過自身重量150 倍的物體。與其他用於使機器人移動的技術相比，SMA 技術也只需要極少量的電力或熱量就能使機器人移動。

未來方向與改進

Trygstad 說：”SMA 系統對供電系統的要求要低得多。”他是一名狂熱的釣魚愛好者，長期以來一直在觀察水黽，並希望進一步研究它們的動作。雖然西雪梨大學的水黽機器人是用扁平的拍打動作來移動自己，但自然界的昆蟲會用腿做更有效率的划船動作，這也是真正的昆蟲能移動得更快的原因之一。

研究人員希望模仿另一種昆蟲，開發出一種既能在水面上也能在水面下移動的水黽機器人。他們也正在努力利用微型電池或催化燃燒技術，使機器人完全自主，不受電源束縛。

編譯來源：ScitechDaily