本报北京12月4日电（记者邓晖）体长从6毫米到90毫米、质量从0.2克到3克不等，能在不同形貌，如圆柱面内外侧、波浪面、楔ι形面、球面等表面攀爬，还能在两个↑不同表面之间过渡——近日，清华大学航天航空学院张一慧教授课题组创新研制出一种可适Μ应不同形貌墙面的微型软体攀爬机器人。
具备ƿ攀爬能力的ࣻ微型机器人由于其微小的身躯，可以代替人类进入复杂、非结构化环境中执行特殊任务，在探测、生医等方面有着巨大应用价值。由软材料组成的类肌肉软驱动器可以为机器人提供极佳的灵活性、适应性和机械鲁棒性，相应的微型软体攀爬机器人也得到了研究者的广泛关注。然而，如何实现微型软体攀爬机器人在多种形貌表面上攀爬，甚至在两种不同表面之间过渡，仍然存在巨大挑战。
在本研究中，课题组基于液晶弹性体的定制化驱动应变设计策略和屈曲组Κ装方法，开发了一系列具有可定制三维变形能力的小尺度电热驱动器，其具有丰富的三维构型和多样的驱动变形能力。与现有的电驱动三维驱动器相比，该类驱动器在毫米尺度（从1毫米到1ⓘ0毫米）可实现复杂的变形效果以及最大的弯曲变形角度。此外，该驱动器在温度作用下还具有形状可∗恢复以及刚度可调控的特性。
基于上述可定制三维驱动器制¶备，课题组设计了一款包含可重构静电吸附脚掌、可变形身躯和智能关节三部分的微型软体攀爬机器人。通过对机器人变形性能以及脚掌੪吸附性能的表征与分析，可实现机器人在圆柱面内外侧、波浪面、楔形面和球面&等不同形貌表面的攀爬。
受浮游生物水螅多种运动步态的¿启发，研究人员通过对可ⓩ变刚度“智能关节”的控制，实现了机器人在步进、“翻筋斗”前进和翻转过渡三种运动步态之间的按需切换。最终，机器人可以在不Š同材质、不同粗糙度、不同形貌墙面攀爬，并在两种不同墙面之间过渡。
张一慧介绍，“解ⓤ锁”了这一新技能后，该微型软体攀爬机器人可进入一些狭窄、复杂的环境中，代替人类执行探测Ξ等作ણ业任务。例如在飞机发动机、炼油机等复杂系统中，该机器人可以经历各类管道、齿轮等曲面结构，到达指定位置进行故障检测等任务。
相关研究成果于近日在《美国科ત学½院院报》以《一种基于可变形三◘维驱动器的可在复杂表面攀爬和过渡的微型软体机器人》为题发表。
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