当被问及微型机器人和桥梁之间的联系时，机械工程学教授、马里兰大学微机器人实验室的负责人 Sarah Bergbreiter 可能会谈到观看人们攀爬澳大利亚悉尼海港大桥的场景。
“这太疯狂了。铆钉——它们不是平的。很难想象有什么东西能在桥梁的这些底层结构上移动，”她说。
但 Bergbreiter 和马里兰大学的同事 Nuno Martins 和 Richard La 将不得不这样做。然而，他们并不是要设计更好的安全带或奇怪的装置来让人们更容易攀爬桥梁。相反，他们正在进行一个为期三年的项目，该项目获得了美国国家科学基金会 850,000 美元的资助，旨在设计、制造和部署一群微型机器人。这些机器人每个长度不超过几厘米，它们将通过攀爬桥梁来协助桥梁检查，穿越铆钉和螺栓等棘手的地形，并在最少的人类控制器输入的情况下协同工作，存储和传输与它们爬行桥梁的强度和稳定性相关的图像和测量数据。
“设想一下，你可以让这些家伙在桥上四处奔跑，”Bergbreiter 说。“我不认为这会在三年内实现，但我认为我们将能够决定其商业化的程度。”
美国桥梁的平均年龄为 42 岁——这个年龄很适合定期检查。检查美国如今约 605,000 座桥梁中的任何一座都是一项乏味、耗时数小时的任务，通常由专家团队执行。与人类团队同步释放 50 到 100 个昆虫大小的机器人将缩短检查桥梁所需的时间，并避免因关闭桥梁而影响行人和车辆交通的需要。其理念是，这些机器人一旦收到特定指令，将是自主的，会在桥梁上自行移动，并组织起来检查各种表面并进行测量。设计这样的机器人将在动态运动和附着力方面都具有独创性，而这两者都是 Bergbreiter 自 2008 年协助建立马里兰大学微机器人实验室以来一直深入研究的领域。
“关键在于能够附着在桥梁表面上爬行，无论它们是混凝土、钢材还是涂漆钢材，”她说。Bergbreiter 说，实验室正在研究的附着技术从《蜘蛛侠》电影以及《碟中谍》中的汤姆·克鲁斯那里汲取灵感。想象一下，机器人使用静电吸附技术固定在桥梁上，或者一个耳 the 般大小的机器人使用细小的毛发，或“壁虎附着”，牢牢地固定在铆钉上。“关键在于能够打开和关闭它，”Bergbreiter 说。再加上一条尾巴或一个柔韧的脊柱，你就能得到一个能够附着在桥梁上，并在水平表面、垂直表面以及铆钉等不平坦结构上轻松移动的机器人。Bergbreiter 说，马里兰大学微机器人实验室已经演示了使用新技术和不同运动机制的小型项目。
至于传输对桥梁检查有用的信息，教授们可能会借鉴微机器人实验室的 TinyTerps。TinyTerps 是以马里兰大学的吉祥物、简称“terp”的龙虾命名的四分之一大小的机器人，它们可以被视为微型 Arduino 板。“它们基本上有一个无线电微控制器，你可以根据需要插入不同的传感器，”Bergbreiter 说。
这些进行桥梁检查的微型机器人最终会是什么样子，或者它们将如何工作，现在还很难说。但 Bergbreiter 说，这也是这个新项目有趣的一部分。
“自 20 世纪 50 年代末和 60 年代以来，我们一直在研究大型机器人，人们在该领域取得了许多惊人的成就，”她说。但她诙谐地说，“底部还有很多空间。”
