華盛頓州立大學(xué)開發(fā)的兩個類似昆蟲的機(jī)器人，一個是迷你蟲子，一個是水黽，是迄今為止已知的最小、最輕、速度最快的全功能微型機(jī)器人。

據(jù)介紹，迷你蟲重 8 毫克， 水黽重 55 毫克，兩者都能以每秒約六毫米的速度移動。

微型機(jī)器人的關(guān)鍵在于使機(jī)器人移動的微型致動器。研究團(tuán)隊用一種新的制造技術(shù)，將致動器微型化到不足一毫克，這是目前已知最小的致動器。

領(lǐng)導(dǎo)該項目的華盛頓州立大學(xué)機(jī)械與材料工程學(xué)院工程副教授 Néstor O. Pérez-Arancibia 表示：“這些執(zhí)行器是迄今為止為微型機(jī)器人開發(fā)的最小且速度最快的執(zhí)行器?！?

該執(zhí)行器使用一種稱為形狀記憶合金的材料，該材料在加熱時能夠改變形狀。它被稱為“形狀記憶”，因為它會恢復(fù)到原來的形狀。與移動機(jī)器人的典型電機(jī)不同，這些合金沒有任何移動部件或旋轉(zhuǎn)部件。

華盛頓州立大學(xué)創(chuàng)建的機(jī)器人被放置在 25 美分硬幣旁邊，以說明其大小。圖片來源：華盛頓州立大學(xué)

“它們的機(jī)械性能非常好，”特里格斯塔德說?！胺浅］p量級執(zhí)行器的開發(fā)開辟了微型機(jī)器人的新領(lǐng)域?！?

形狀記憶合金通常不用于大規(guī)模機(jī)器人運(yùn)動，因為它們速度太慢。然而，就 WSU 機(jī)器人而言，執(zhí)行器由兩根直徑為 1/1000 英寸的微小形狀記憶合金線制成。只需少量電流，電線就可以輕松加熱和冷卻，從而使機(jī)器人能夠以每秒高達(dá) 40 次的速度拍動鰭或移動腳。在初步測試中，執(zhí)行器還能夠舉起超過自身重量 150 倍的物體。

與用于使機(jī)器人移動的其他技術(shù)相比，SMA 技術(shù)也只需要極少量的電力或熱量即可使機(jī)器人移動。

Trygstad 表示：“SMA 系統(tǒng)需要的系統(tǒng)復(fù)雜度要低得多，才能為其提供動力?！?

特里格斯塔是一位熱衷于飛蠅釣魚的人，長期以來一直在觀察水黽，并希望進(jìn)一步研究它們的動作。WSU 水黽機(jī)器人通過平面拍打運(yùn)動來移動，而天然昆蟲則用腿進(jìn)行更有效的劃船運(yùn)動，這也是真實物體可以移動得更快的原因之一。

研究人員希望復(fù)制另一種昆蟲并開發(fā)一種水黽型機(jī)器人，它可以在水面上方和下方移動。他們還致力于使用微型電池或催化燃燒來使他們的機(jī)器人完全自主且不受電源束縛。

這種微型機(jī)器人有一天可以用于人工授粉、搜索和救援、環(huán)境監(jiān)測、微型制造或機(jī)器人輔助手術(shù)等領(lǐng)域。