新華社北京5月15日電（記者趙旭）在災后救援、大型機械裝備檢修等場(chǎng)景，仿生機器“昆蟲(chóng)”大有可為，業(yè)界一直在尋找適配的高效動(dòng)力系統。北京航空航天大學(xué)科研團隊，成功實(shí)現微型動(dòng)力技術(shù)新突破，并基于此研發(fā)出一款仿生“昆蟲(chóng)”，實(shí)現了昆蟲(chóng)尺寸（2厘米）機器人的脫線(xiàn)可控爬行。相關(guān)成果近日在國際學(xué)術(shù)期刊《自然·通訊》發(fā)表。

 

 

  圖為北航科研團隊研發(fā)的微型機器“昆蟲(chóng)”。（受訪(fǎng)者供圖）

 

  置身一堆小石塊兒間，這款四足機器“昆蟲(chóng)”行動(dòng)矯健、穿梭自如，仿若甲殼蟲(chóng)。文章共同通訊作者、北航能源與動(dòng)力工程學(xué)院教授閆曉軍介紹，該機器“昆蟲(chóng)”身長(cháng)2厘米、寬1厘米、重1.76克，垂直投影面積僅兩個(gè)指甲蓋大小，具有快速機動(dòng)、高載重、無(wú)線(xiàn)可控等特性。

 

  尺寸雖小，“五臟”俱全。其中，動(dòng)力系統是機器人的“心臟”。普通機器人通?？侩妱?dòng)機驅動(dòng)，對供能要求較高，而微型機器人內部空間不足以承載大容量電池，需外接通電線(xiàn)持續供電，其自由移動(dòng)因此受限。北航科研團隊歷經(jīng)多年研究，開(kāi)發(fā)出基于直線(xiàn)式驅動(dòng)、柔性鉸鏈傳動(dòng)的新型動(dòng)力系統，讓微型機器人成功擺脫電機與外接電線(xiàn)。

 

  “在機器‘昆蟲(chóng)’內，我們植入了能源、控制、通訊和傳感系統。直線(xiàn)式驅動(dòng)器將‘體內’小型電池輸入的電能，轉化為機械能，并向外輸出機械振動(dòng)；柔性鉸鏈傳動(dòng)機構，將機械振動(dòng)轉換為機器‘昆蟲(chóng)’腿部的周期振動(dòng)，進(jìn)而帶動(dòng)整個(gè)機體實(shí)現高頻彈跳運動(dòng)。”團隊成員、北航助理教授劉志偉說(shuō)，“通俗講，‘體內’微型電池完成電生磁，促使一旁的磁鐵振動(dòng)，再帶動(dòng)腿部關(guān)節運動(dòng)。”

 

 

  圖為北航科研團隊研發(fā)的微型機器“昆蟲(chóng)”爬行動(dòng)圖。（受訪(fǎng)者供圖）

 

  北航博士生、團隊成員詹文成介紹，科研團隊還設計了仿生奔跑步態(tài)，通過(guò)機器“昆蟲(chóng)”步頻和步幅的自適應調節，實(shí)現高載重下快速爬行；提出基于機器“昆蟲(chóng)”雙腿振動(dòng)頻率差的控制方法，實(shí)現運動(dòng)軌跡精確控制。

 

  閆曉軍表示，這一微型動(dòng)力技術(shù)的成功研發(fā)，有望推動(dòng)微型機器人大范圍開(kāi)發(fā)和應用，助力災后搜救、大型機械設備和基礎設施損傷檢測等。