人造肌肉軟體機器人昆蟲

• 2020 年 2 月 12 日
• 筆記

EPFL工程學院的研究人員已經開發出一種擁有人造肌肉的柔性機器人昆蟲，它可以以每秒3厘米的速度前進。

最近，人工智慧和機器人技術的進步使我們更接近一個無法預測的世界。研究小組開發了兩種不同版本的軟體昆蟲DEAnsect。第一個是用超薄電線系住的，它非常堅固，可以摺疊，甚至在被蒼蠅拍拍到或被鞋子砸到後還可以繼續移動。第二個是不受約束的無線模型，它是完全無線和自主的，即使背著電池和所有電子元件，它的重量也不到1克。智慧昆蟲的大腦有一個微控制器，眼睛是光電二極體。這使它能夠識別黑白模式，能夠遵循畫在地面上的線前進。

DEAnsect是EPFL軟感測器實驗室(LMTS)一個小組所做工作的結果。他們與集成驅動器實驗室(LAI)和來自美國國家航空航天局的同事一起工作，完成了這項有趣的開發實驗。DEAnsect有介質彈性體執行器，它們是一種像人類頭髮那樣纖細的人造肌肉，通過振動來推動昆蟲前進。介質彈性體執行器可以使機器昆蟲無比輕盈，適應不同的環境，或是起伏的前行面，並能以較快的速度移動。

人造肌肉包含一個彈性薄膜，它被放置在兩個軟電極之間。當施加電壓時，電極相互連接，膜被壓縮。一旦關閉電壓，膜就會恢復到原來的形狀。這種柔軟機器昆蟲的三條腿都有相應的肌肉。通過開關電壓進行運動，實際的速度取決於開關速度，大約為每秒400次。

研究小組依靠納米製造技術使人造肌肉可以在低電壓下工作，具體來說，他們減少了彈性體膜的厚度。此外，還研製出了只有幾個分子厚的柔軟高導電性電極。這種設計，大大減小了電源的尺寸。

介質彈性體執行器通常以幾千伏的電壓運行，這需要一個大型的電源裝置。即便有所缺點，但它在機器人領域廣泛應用的可能卻更加重要。研究人員表示：「我們目前正在與斯坦福大學合作，想要在無線版本的基礎上，開發出一個完全不受任何束縛的新版本。」