厉害了！我国科学家造出“打不死”的机器虫
它从 108 米高的标志塔顶急速坠落，重重砸向地面，可就在片刻之后，这个仅 2 厘米长、2 克重的小家伙竟重新起身，若无其事地蹦跶起来，像极了“打不死的小强”……这不是科幻电影，而是西湖大学工学院姜汉卿实验室研发的新一代软体机器人。该研究团队提出了一种全新的电磁弹性体驱动机制，首次让昆虫尺度的软体机器人在复杂户外环境中实现完全自主运动，为未来小型化、无线化、高性能的智能机器人系统提供了全新解决方案。相关成果日前发表于国际学术期刊《自然·通讯》。
姜汉卿告诉记者：“在自然界，昆虫靠肌肉高效收缩爆发出惊人力量，但人类复刻这一奇迹却困难重重。传统机器人依赖‘笨重’的电机和复杂零件，根本无法塞进昆虫般小巧的身体。而曾被寄予厚望的‘人工肌肉’，又往往需要高压电或强磁场驱动，难以在户外自由施展。”
如何突破这一困境？
姜汉卿团队从昆虫肌肉的伸缩机制中获得灵感，创造出全新的电磁弹性体驱动机制。这个系统巧妙结合了磁力与弹性：利用弹性力和静磁吸力的平衡，来实现机器人类似肌肉收缩的运动。他们还设计了一个奇妙、精巧的驱动系统，将其“塞进”了“小强”不到 2 厘米的小身板里。如今，只需不到 4 伏的低电压，线圈磁场便能让机器人像肌肉般高效收缩，爆发出高达 210 牛/千克的力量和 60% 的惊人形变，性能远超现有技术。
他透露，这具精密的“人工肌肉”更暗藏玄机，其弹性体能如拉满的弓般储存能量，形成独特的“双稳态”甚至“三稳态”，这意味着机器人完成动作后无需持续耗电就能保持状态。“举个例子，‘小强’能耗低，只有 56 毫瓦，跟小 LED 灯差不多。它背着一枚 8 毫米长，4 毫米厚，容量只有 20 毫安的小型板载电池时，可以持续工作一个小时。”
正是这项突破性技术，让一群“机器小强”被赋予多种运动模式，使其得以真正走出实验室，在复杂户外环境中大显身手。
——当它从高空坠向平地，抗摔打的本领立刻凸显价值。1.6 厘米长的蠕动机器人从 108 米高空自由落体后，竟能毫发无伤继续在尘土中匍匐前进。未来，在地震等重大自然灾害发生后，它可以被无人机投放落地，快速进入废墟深处，寻找被困人员位置并发出信号，成为生命搜救的“先锋”。
——当这个小家伙跃入水中，2 厘米长的游泳机器人瞬间化身灵巧的“机器鱼”，在自然水体中自主巡游超一小时。未来，可以派小巧灵活的它检测水下环境或监测污染。
——再看它在草丛间腾跃时，全球最小的自主跳跃软体机器人就此诞生，指尖大小的身躯在崎岖地形中连续起跳，展现出令人惊叹的运动潜力。未来，它有望在复杂地形上感知环境、自主移动、躲进缝隙等。
“这些‘微型斗士’甚至能搭载传感器变身环境侦察兵，将运动、感知与极限抗冲击能力完美融合于方寸之间。”姜汉卿表示。
此时，他正在带领团队向更高目标迈进：未来这些“小强”将挑战两栖运动与 3D 跨障能力，成为人类执行一系列科学任务、探索极端环境的得力助手。“或许在不久的将来，当紧急情况发生时，第一批抵达现场的“使者”，就是这些蹦蹦跳跳、从天而降的‘机器小强’们。”
来源：科普中国