一款由微型爆炸驅動的昆蟲大小的機器人可以爬行、跳躍並攜帶自身重量數倍的負載。
這款機器人由紐約州伊薩卡康奈爾大學的材料工程師羅伯特·謝潑德、他的博士生卡梅隆·奧賓及其同事開發，由微型執行器驅動。“執行器看起來有點像鼓。它是一個空心圓柱體，頂部覆蓋著彈性矽橡膠，”奧賓說。
研究人員使用四個執行器來驅動機器人的腳。為了使機器人跳躍或爬行，甲烷和氧氣流被送入每個腳，並透過電池的電力點燃。氣體之間形成的反應產生水和二氧化碳，以小爆炸的形式釋放能量，導致橡膠層變形。“這就像一個活塞，”奧賓說。
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謝潑德說，微小的爆炸發生得非常快，以至於沒有火焰燃燒或損壞橡膠。但它們提供了相當大的推進力：機器人可以跳到 56 釐米的高度，並攜帶自身重量 22 倍的負載。
伊利諾伊州埃文斯頓西北大學的材料科學家瑞安·特魯比說：“這個團隊將化學動力驅動應用於令人印象深刻的機器人長度尺度，同時也展示了昆蟲級機器令人印象深刻的能力。”
小型、輕便、但堅固且能夠覆蓋大距離的機器人有一天可以用於環境監測或搜尋和救援應用。奧賓和謝潑德製造的機器人（在 9 月 14 日發表在《科學》雜誌上的一篇論文中描述）將需要進一步開發才能在現場使用。特魯比說，目前，它必須拴在一個包含氣體供應和電池的面板上，這是一個限制，提出了挑戰。“設計在不受束縛的機器人上燃燒燃料的方法並非易事，”他說。“這是下一個要解決的重大障礙。”
本文經許可轉載，並於 2023 年 9 月 14 日首次釋出。