清华研制出世界最小微型无线陆空两栖机器人

清华研制出世界最小微型无线陆空两栖机器人

近日，清华大学传来令人瞩目的消息：该校团队成功研制出体长 9 厘米、重 25 克的微型无线陆空两栖机器人，以其 “搭积木” 式设计和超小体型创下世界最小纪录，相关成果已于 4 月 18 日晚在线发表于国际权威期刊《自然 — 机器智能》 。

驱动器作为微型机器人的核心部件，如同 “心脏” 一般，直接决定着机器人的性能表现。以往，5 厘米以下的小尺度驱动器通常难以同时实现连续的形状变化与构型锁定，这一技术瓶颈严重制约了具有多种运动模式的机器人向微型化与无线化发展。而清华大学航天航空学院、柔性电子技术国家级重点实验室张一慧教授课题组在材料与结构协同设计方法上大胆创新，自主研制出最小至几毫米的微型驱动器。这种薄膜状的微型驱动器，可作为 “可变形外骨骼”，用于集成传感器、电机等功能元器件，进而构建复杂的机器人系统。

“要让机器人又小又轻、无线控制，还要具备复杂形态切换能力非常难。” 张一慧教授强调，新型驱动器具有优异的变形能力和锁定能力，通过电控制，可做到连续变形至任意状态并将形态 “锁定”，这是以往小尺寸驱动器很难实现的。利用此驱动器组装成的微型陆空两栖机器人，通过变形，可跑、可飞，动作十分灵活，在地面运动时，速度最高可达每秒 1.6 米。

值得一提的是，团队采用了 “搭积木” 式的设计方法来制备这款机器人。这种创新的设计理念，允许研究人员像搭建积木一样，将机器人的各个功能部分拼接在一起。这不仅大大简化了制造过程，降低了制造难度，还显著提高了机器人的可定制性和维修便利性。此外，团队还用 10 多个驱动器制出一款高 4.5 厘米、重仅 0.8 克的迷你版 “变形金刚”，进一步彰显了这种设计方法的灵活性和可扩展性。

在应用前景方面，这款微型无线陆空两栖机器人展现出了巨大的潜力。未来，它可应用于设备故障诊断及检修领域，凭借小巧的身形进入人类难以抵达的狭窄空间，对设备进行细致检查和维修；在地质勘探中，能够穿越复杂多变的地形，高效收集地质数据；在文物勘探场景下，可在不破坏文物的前提下，近距离观察文物细节并采集数据。它有望替代人类，执行复杂危险环境下的多种艰巨任务。

清华大学团队的这一突破性成果，为微型机器人研发应用提供了全新的思路和路径，在微型机器人发展历程中树立了一座新的里程碑，也让人们对未来机器人在各领域的创新应用充满期待 。