

电力和电池阵列仍然是为 机器人 供电的 首选路线,但有时老式的爆炸物仍然可以派上用场。康奈尔大学的一个团队最近通过一种新的 微型机器人 展示了这一点,该机器人依赖于名义上由微型内燃机驱动的小型执行器。即使在微小级别上,这种昆虫大小的四足机器人设计也能让它跳到几乎与许多跳跃昆虫一样高的高度,同时还能携带和行走 22 倍于自身重量的负载。
正如 9 月 14 日发表在《科学》杂志上的一篇论文所详述的,研究人员通过组装一个 3D 打印的燃烧室与充气弹性膜、电极以及微型燃油喷射管创建了一个推进装置。当电极引入一个小火花时,隔膜在短短半毫秒内以 9.5 牛顿的力膨胀。然后,这个过程可以每秒重复 100 次。
西北大学材料科学与工程副教授瑞安·特鲁比(Ryan Truby)在《科学》杂志上的一篇相关文章中写道:“高频率、速度和强度使 [执行器] 能够为微型机器人提供以前只有大型机器人才能具备的运动能力。”
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但正如《IEEE Spectrum》解释的那样,即使是最小的爆炸也会随着时间的推移磨损或损坏材料。了解这一点,工程团队使用阻燃材料设计了弹性膜,并集成了阻火器来控制每次小爆炸的时间和大小。结果是一个非常耐用的推进装置,团队估计该装置可以连续运行超过 750,000 次循环(机器人大约 8.5 小时)而不会出现明显的性能下降。在 视频演示 中,团队展示了他们长度为 29 毫米、重量为 1.5 克的机器人垂直跳跃 59 厘米,即使在携带相当大的重量时也是如此。为了“行走”,机器人以惊人的速度发射执行器,并通过选择性地启动相同的发动机来转向。

展望未来(可以说),团队希望磨练其机器人的能力,使其能够真正地“减速”其执行器,以便更精确地移动,并具备“奔跑”的能力。该机器人目前还通过电源线连接,因此创建无线版本对于将其部署到现实场景(如灾区或其他难以到达的环境)至关重要。
康奈尔大学有机机器人实验室负责人兼研究合著者罗伯特·F·谢泼德(Robert F. Shepherd)告诉《IEEE Spectrum》:“我们未来想要探索的一个想法是使用这些小型强大执行器的组合,作为大型机器人上大型、可变募集的肌肉。” “将数千个这样的执行器成束地放在一个刚性内骨骼上,可以实现灵巧而快速的陆地混合机器人。”
爆炸式机器人肌肉——有什么可能出错?