哈佛开发微型机器人HAMR，可以探索水下环境

AiTechYun

编辑：chux

哈佛的Ambulatory Microrobot，即HAMR，可以在陆地上行走，在水面上游泳，并在必要时在水下行走，这项研究为这个微型机器人开辟新的探索环境。

新一代HAMR使用的是多功能的脚垫，它依靠表面张力和表面张力引起的浮力，当HAMR需要游泳时，它也可以在HAMR需要下沉时施加一个电压来打破水面。这一过程称为电润湿，即在施加电压下，材料与水面之间的接触角减小。这种接触角度的改变使物体更容易破坏水面。

在水面上移动可以让微型机器人避开淹没的障碍物并减少阻力。使用四对不对称襟翼和定制设计的游泳步态，HAMR机载桨在水面上游泳。利用机器人的被动襟翼和周围水之间的不稳定的相互作用，机器人产生类似于潜水甲虫的游泳步态。这允许机器人向前游泳和转弯。

“这项研究表明，微型机器人可以利用小规模物理原理，在这种情况下是表面张力来执行对大型机器人具有挑战性的功能和能力，” 哈佛大学约翰·保尔森工程学院博士后研究员Kevin Chen说。

“HAMR的规模是其表现的关键，”SEAS的研究生，该论文的共同作者Neel Doshi表示，“如果它更大，那么支持具有表面张力的机器人将是一项挑战，如果它更小，机器人可能无法产生足够的力来打破它。”

HAMR重1.65克（大约和一个大的回形针一样），可以携带1.44克的额外有效载荷而不会下沉，并且可以以高达10赫兹的频率划动它的腿。它拥有Parylene涂层，以防止它在水下短路。

一旦低于水面，HAMR使用相同的步态，就像在平地上行走一样。为了回归干旱的土地，HAMR面临着巨大的挑战。水平面张力是机器人重量的两倍，在机器人的作用下，加上感应的扭矩会导致机器人后腿的摩擦急剧增加。研究人员加强了机器人的传输，并在机器人的前腿上安装了软垫，以增加有效载荷能力，并在攀爬过程中重新分配摩擦力。最后，机器人沿着适度的斜坡行走，能够突破水的束缚。

“这个机器人很好地展示了小型机器人面对的一些挑战和机遇，”SEAS工程和应用科学的Charles River教授和哈佛Wyss生物启发工程研究所的核心教员，资深作者Robert Wood指出，“收缩带来了增加机动性的机会，比如在水面上行走。”

接下来，研究人员希望进一步改善HAMR的运动，并找到一种无需通过坡道返回陆地的方法，可能采用壁虎式粘合剂或冲动跳跃机制。

最新研究发表在Nature Communications杂志上。论文：www.nature.com/articles/s41467-018-04855-9