这些微型机器人的灵感来自微型昆虫和水黾

一对受昆虫启发的微型机器人的设计理论未来可能会应用于环境监测、外科手术以及搜救任务，据报道，它们还将在此过程中创下纪录。华盛顿州立大学称，这两款机器人以微型昆虫和水黾为原型，重量分别为 8 毫克和 55 毫克，可能成为世界上“最小、最轻、速度最快的全功能”微型机器人。

这些机器人由华盛顿州立大学的研究人员团队开发，最近在 IEEE 机器人与自动化协会的智能机器人与系统国际会议上进行了展示。这些机器人之所以如此小巧，很大程度上要归功于它们新颖的运动执行器，每个执行器重量不到一毫克。为了制造这些部件，由工程学副教授 Néstor O. Pérez-Arancibia 领导的团队使用了一种称为形状记忆合金的材料。尽管形状记忆合金在加热时会改变形状，但它们可以“记住”其原始形状并在冷却后恢复原状。正因为如此，这两个微型机器人不需要标准电机，因此不需要笨重的活动部件。

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微型昆虫和水黾机器人的执行器均由两根形状记忆合金、1/1000 英寸宽的导线组成。小电流加热和冷却导线，使执行器能够以每秒 40 次的速度移动鳍或肢体，同时还能举起超过其重量 150 倍的物体。

“它们在机械方面非常可靠。超轻型执行器的开发开辟了微型机器人的新领域，”机械和材料工程博士生、研究主要作者 Conor Trygstad 在 WSU 最近的焦点中解释道。

然而，尽管与机械同类相比，这些机器人令人印象深刻，但它们“仍然落后于它们的生物亲戚”，特里格斯塔德承认道。

目前，这两款机器人在环境中的移动速度约为每秒 6 毫米；相比之下，一只体重 5 毫克的蚂蚁移动速度约为每秒 1 米。这种限制部分归因于微型机器人的设计——水黾机器人可以拍打四肢在水面上前进，但它的自然灵感实际上是用腿划桨来移动得更快。目前，这些机器人还需要有线电源，因此目前严重阻碍了它们在现实世界中的应用。

然而，展望未来，该团队打算模仿其他昆虫物种，同时创造一种新的水黾迭代，能够在水面上和水面下移动之间切换。依靠催化燃烧或集成小型电池也可以大大提高机器人的实用性和使用范围。如果突破性设计继续改进，类似的微型机器人有朝一日可以用于监测难以到达或危险的环境，帮助微型制造技术和外科手术，甚至帮助人工授粉。