跳跃和扑翼微型机器人的新设计

加州大学伯克利分校的研究人员最近设计了两种昆虫规模的微型机器人，一种可以跳跃，另一种可以拍打其人造翅膀。这些机器人的设计中，提出了2 篇论文上的arXiv预公开，模拟真实的生物行为，昆虫观察。这两个微型机器人是由果蝇机器人和跳跃µbot所开发的。在其教授克莱尔·汤姆林(Claire Tomlin)的指导下，学生巴拉克·布珊(Parak Bhushan)作为论文的一部分。

将来，微型机器人可能会具有许多重要的应用，可以帮助人类完成诸如遥感，自然灾害后寻找幸存者以及太空探索等任务。实际上，微型机器人具有几个有利的特征，包括它们的体积小，类似昆虫的可操纵性以及在挑战性地形中的导航更容易。

“稳健性，以强悍的地形通常与环境增加了更小的机器人交互，”普山和汤姆林说TechXplore。“飞行物和跳线(例如苍蝇，蚱grass等)通过飞越/跳跃越过障碍物并到达下一个目的地来最小化这种相互作用，而蚂蚁则必须越过每个小颠簸。飞行物与地球和其他物体更相关大气层的行星，而跳线对于没有大气层且重力较低的地方更为重要。”

研究人员开发的第一个机器人，他们称为果蝇机器人，是有史以来开发的第一个有效模仿昆虫翅膀运动学的亚毫米翼飞机。迄今为止，大多数小型扑翼微型机器人的质量均为100毫克。但是，在自然界中，微小的飞行昆虫(例如果蝇)的质量等级为1毫克，有些甚至更小。

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研究人员解释说：“开发这种特殊的微型机器人的动机是弥合已制造的产品与可能的产品之间的尺寸差距。” “我们的主要目标是使用机载电动机和机构，但使用外部电源，以这种尺寸展示襟翼的运动。”

小型飞行昆虫通常通过执行较大的机翼冲程产生升力。Bhushan和Tomlin在开发此机器人时面临的主要挑战之一是制造小型致动器，而不是能够产生足够大的旋转来驱动人造机翼的致动器。

Bhushan和Tomlin解释说：“以前的作品使用的是小旋转电动机，然后使用放大机构将该运动放大为大旋转。” “即使对于100毫克规模的机器人，这些放大机构的特征尺寸也可降至70um。简单地将设计缩小100倍，将导致电机运动更小，进而需要放大机构中更小的特征尺寸，不可行。”