微型机器人可以在极其狭窄的空间内移动，这是人类和传统机器人无法做到的。但由于其体积小，功率和控制能力有限，目前的技术还不能使其有效解决社会问题。近日，南加州大学的研究人员发明了一种酒精驱动的微型昆虫机器人，为解决微型机器人的能源问题提供了新的思路，朝着发展完全自主的目标迈出了重要一步微型机器人。微型机器人的名字是RoBeetle。与其他依赖电池或外部电线的微型机器人不同，它的能源是甲醇。它长15毫米，重量只有88毫克（大约相当于三粒米），但它可以拖运自身重量2.6倍的物体。它能够携带95毫克的燃料，可为它提供长达2小时的动力。相关研究《An 88-milligram insect-scale autonomous crawling robot driven by a catalytic artificial muscle》于8月19日发表于《科学机器人》，主要作者为南加州大学航空航天与机械工程系助理教授NéstorO.Pérez-Arancibia和博士生杨秀峰、张龙龙.“电池的能量密度很低，所以我们需要一种新的能源。我们做的机器人又轻又小，因为它不依赖电池供电。”NéstorO.Pérez-Arancibia在接受《新科学家》网站采访时说。研究人员在他们的论文中说，大多数昆虫肌肉发达，这有助于进行有力的运动。同时，他们粗壮的身体有助于以脂肪和糖原的形式储存能量。受此启发，研究人员开发了可靠且坚固的微型人造肌肉，它们可以像真肌肉一样收缩和放松。覆盖有铂(Pt)粉末的镍钛诺线的电子显微镜图像最值得注意的是，人造肌肉的能源是甲醇。过去，微型机器人通常由电池或外部电线驱动。由于体积限制，前者的比能量往往很低（小于1.8MJ/kg），而后者则限制了机器人的独立性。甲醇在正常大气压下以液体形式储存，其能量是小型电池的10倍以上。这意味着以甲醇为动力的微型机器人可以更加自主，同时保持小巧。该动力系统中的镍钛合金导线上包裹着铂（Pt）粉末，可以催化甲醇的燃烧。燃烧产生的热量会缩短机器人腿部的电线。化学反应停止后，金属丝冷却并重新伸展，从而驱动RoBeetle的运动。为验证机器人在甲醇驱动下的运动性能，研究人员进行了两组实验。机器人可以轻松爬上倾斜角度为5°和10°的斜坡，但当倾斜角度增加到15°时就会失败。纸巾，然后调整倾斜角度来测试RoBeetle的爬坡能力。机器人可以轻松爬上倾斜角度为5°和10°的斜坡，但当倾斜角度上升到15°时就失败了。此外，由于液体甲醇是粘性的，倾斜角度对于其在储罐中的分布可以忽略不计。RoBeetle在不同粗糙度表面上的爬行能力在第二组实验中，研究人员测试了RoBeetle在不同粗糙度表面上的爬行能力。结果表明，机器人可以在纸巾、泡沫表面上爬行，但不能在光滑的玻璃表面上爬行。同时，研究人员进一步探索了RoBeetle的承载能力，发现它可以拖运自身重量2.6倍的物体。在他们的论文中，研究人员表示，RoBeetle的动力学设计可以作为开发能够在陆地、水上和空中移动的自主微型机器人的一个例子。Pérez-Arancibia表示，他们的甲醇动力人造肌肉是该领域的一项重大突破，将使他们能够开发出第一款完全自主的微型飞行机器人。他们的下一步是研究如何在RoBeetle工作时为其提供燃料，让机器人能够持续工作很长时间。此外，研究人员计划对RoBeetle进行编程，以便操作员可以与其进行交互。如果成功，RoBeetle可以充当人工授粉者，或协助医生进行复杂的手术。不过，在同期的一篇综述文章中，麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室博士后研究员RyanL.Truby和工程与应用科学学院博士后研究员李曙光哈佛大学表示：“尽管RoBeetle是一个激动人心的微型机器人学里程碑，但仍有改进的空间。”评论指出，RoBeetle的运动速度仅为0.76毫米/秒，远小于其他微型机器人。同时，机器人只能向前移动，人无法控制它的转向和速度。此外，研究人员放弃了传统的电子控制器，这使得机器人的功能升级变得更加困难，外部控制和交互也受到限制。
