【哈佛大學研發(fā)新一代既可陸地行走也能水下漫步的蟑螂機器人HAMR 】在自然界中，蟑螂可以在水下存活長達30分鐘?，F(xiàn)在，蟑螂機器人可以做得更好。哈佛的AmbulatoryMicrorobot，被稱為HAMR，可以在陸地上行走，在水面上游泳，并在必要時還可以在水下行走，為這個小機器人的探索開辟了新環(huán)境。

下一代HAMR使用多功能腳墊，當HAMR需要游泳時，它依賴于表面張力及其引起的浮力，但是當HAMR需要下沉時也可以施加電壓來劃開水面。該過程稱為電潤濕，其是在施加的電壓下材料與水表面之間的接觸角的減小。接觸角的這種變化使物體更容易劃開水面。

在水面上移動允許微型機器人逃避淹沒的障礙物并減少阻力。使用四對不對稱襟翼和定制設計的游泳步態(tài)，HAMR機載槳在水面上游泳。利用機器人的被動襟翼和周圍水之間的不穩(wěn)定相互作用，機器人產生類似于潛水甲蟲的游泳步態(tài)。這允許機器人有效地向前游泳和轉彎。

“這項研究表明，微機器人可以利用小型物理——在這種情況下是表面張力——來執(zhí)行對大型機器人具有挑戰(zhàn)性的功能和能力?！惫鸫髮W約翰·保爾森工程學和應用科學學院(SEAS)博士后研究員KevinChen說。他也是論文的第一作者。

最新研究發(fā)表在NatureCommunications雜志上。

“HAMR的大小是其表現(xiàn)的關鍵。”SEAS的研究生，該論文的共同作者NeelDoshi說，“如果它更大，那么支持具有表面張力的機器人將是一項挑戰(zhàn)，如果它更小，機器人可能無法產生足夠的力來劃開水面。”

HAMR重1.65克(大約和一個大號回形針一樣重)，可以攜帶1.44克的額外有效載荷而不會下沉，并且可以以高達10赫茲的頻率劃動它的腿。還給它涂了一層派瑞林(Parylene)，以防止在水下短路。

一旦低于水面，HAMR使用相同的步態(tài)，就像在陸地上行走一樣，并且同樣具有移動性。為了回歸陸地地區(qū)，HAMR面臨著巨大的挑戰(zhàn)。水平面張力是機器人重量的兩倍，會向下推動機器人，此外，感應扭矩會導致機器人后腿摩擦力的急劇增加。研究人員加強了機器人的傳動裝置，并在機器人的前腿上安裝了軟墊，以增加有效載荷，并在攀爬過程中重新分配摩擦力。最后，沿著適度的斜坡行走，機器人能夠劃開水面。

“這個機器人很好地展示了小型機器人的一些挑戰(zhàn)和機遇?！辟Y深作者RobertWood說，他是SEAS工程和應用科學教授和哈佛Wyss生物啟發(fā)工程研究所的核心教員?！靶〕叽鐜砹嗽黾訖C動性的機會，例如在水面上行走，但也帶來了挑戰(zhàn)?！?/p>

接下來，研究人員希望進一步改善HAMR的運動，并找到一種無需坡道返回陸地的方法，可能采用壁虎式粘合劑或沖動跳躍機制。

該研究論文由BenjaminGoldberg和HongqiangWang共同撰寫。它得到了哈佛大學約翰·保爾森工程與應用科學學院，Wyss生物啟發(fā)工程研究所和海軍研究辦公室國防大學研究儀器計劃的支持。