澳大学者成功研发高敏捷电子昆虫机器人

高敏捷电子昆虫

受大自然中敏捷爬行昆虫的启发,澳门大学科技学院助理教授、人工智能机器人研究中心研究成员钟俊文及其研究团队研制了身长仅有3厘米、具高敏捷性与可操控性的电子昆虫机器人,能在搜索和救援过程中记录及传输有价值的信息。此项研究发表于机器人领域最顶级的国际期刊《科学·机器人学》(Science Robotics)。这是首次有澳门学者的研究获该期刊刊登,大湾区高等院校的文章获该刊刊登的数量亦不足10篇。

自然界中,运动敏捷的动物往往具有生存优势。研制与自然昆虫一样敏捷的电子昆虫是研究小型机器人的一个基础挑战。在快速运动过程中,小型机器人需同时拥有优秀的转弯能力,普通昆虫可通过分泌粘液来改变脚与地面之间的摩擦力,从而实现快速运动。类似的策略同样适用于电子昆虫,但不同的是,是次研究通过调整机器人脚部与于地面间的静电力来实现高敏捷性和控制运动轨迹。电子昆虫的相对向心加速度达到28身体长度/秒2,性能胜于目前所有已知的柔性机器人以及普通昆虫。团队已进行过多种应用演示,成功证实了电子昆虫的优秀性能,包括能在5.6秒内通过一个120厘米长的迷宫以及携带一个180 mg的气体传感器探测气体泄漏。

此外,研究团队也研制了由电池驱动的无线版本的电子昆虫,可以在36.9 秒内走完27.9 厘米长的“S”型路径。这种机器人的重要潜在应用在,当地震等灾难发生后,大量电子昆虫可以携带传感器在废墟中敏捷地快速移动,并在搜索和救援过程中记录和传输有价值的信息。相关论文题目为《科学·机器人学》昆虫尺寸 “柔性机器人拥有的静电脚掌赋予其高敏捷性与可操控性” (Electrostatic footpads enable agile insect-scale soft robots with trajectory control),是澳门大学、清华大学以及加州大学伯克利分校的合作成果。

钟俊文于2016年在华中科技大学获取电气科学与工程博士学位,毕业后在加州大学伯克利分校和日本理化学研究所开展研究工作。近年在国际知名杂志发表学术论文50余篇,所发表文章总引用超过4,000次。研究方向主要是柔性机电系统,其中包括柔性机器人、柔性传感器及执行器的开发与研究。全文可浏览:https://robotics.sciencemag.org/content/6/55/eabe7906​

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