清华大学科研团队最新研制出一种薄膜状的微型驱动器，可像“变形金刚”一般让微型机器人实现连续形状变化且“锁定”其特定动作形态，提升其环境适应能力。
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研究人员表示，利用此驱动器以及团队构建的一种“搭积木”式的设计方法，制备出了目前已知世界最小、最轻的微型无线陆空两栖机器人，其体长为9厘米、重25克。该成果4月18日晚在线发表于国际权威期刊《自然—机器智能》。
△ 图为处于地面运动模式下的微型无线陆空两栖机器人（清华团队供图）
让机器人不仅能做走、跑、跳、飞、爬等动作，还能将任意形态随时固定，是机器人应用场景多元化的关键因素。据悉，目前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。
基于材料与结构协同设计方法上的创新，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自主研制出最小至几毫米的微型驱动器，作为“可变形外骨骼”可用于集成传感器、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。”张一慧说，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，动作灵活，地面运动速度最高可达每秒1.6米。
△ 图为由多个驱动器单元构成的迷你版“变形金刚”（清华团队供图）
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”。
张一慧表示，此次成果为微型机器人研发应用提供了新的思路和路径。未来，这种微型陆空两栖机器人可应用于设备故障诊断及检修、地质及文物勘探等场景，替代人类执行复杂危险环境下的多种任务。
