在灾后救援、大型机械设备维护等场景中，仿生机“昆虫”前景广阔，行业一直在寻找合适的高效动力系统。北京航空航天大学科研团队成功实现了微动力技术的新突破，并在此基础上开发了仿生“昆虫”，实现了昆虫尺寸（2厘米）机器人脱线可控爬行。相关成果最近在国际学术期刊《自然通信》上发表。
图为北航科研团队开发的微机“昆虫”。(受访者图)
在一堆小石头之间，这台四足机器“昆虫”像甲壳虫一样活跃、自由地穿梭。北航能源与动力工程学院教授严晓军介绍，该机“昆虫”长2厘米，宽1厘米，重1.76克，垂直投影面积只有两个指甲盖大小，具有快速移动、高负荷、无线控制等特点。
虽然尺寸很小，但有所有的“五个内脏”。其中，动力系统是机器人的“心脏”。普通机器人通常由电机驱动，对能源供应要求较高，而微机器人的内部空间不足以携带大容量电池，需要连接电线连续供电，其自由移动有限。经过多年的研究，北航研究团队开发了一种基于直线驱动和柔性铰链驱动的新型动力系统，使微机器人能够成功地摆脱电机和外部电线。
“能源、控制、通信和传感系统植入到机器‘昆虫’中。线性驱动器将“体内”小电池输入的电能转化为机械能，并向外输出机械振动；柔性铰链传动机构将机械振动转化为机械‘昆虫’腿的周期振动，从而驱动全身实现高频弹跳。北航助理教授刘志伟说：“一般来说，‘体内’微电池完成电生磁，促进一侧磁铁振动，然后推动腿部关节运动。”
北航博士生、团队成员詹文成介绍，研究团队还设计了仿生跑步态，通过机器“昆虫”步频和步幅的自适应调整，提出了基于机器“昆虫”腿振动频率差的控制方法，实现了对运动轨迹的精确控制。
严晓军表示，这一微型动力技术的成功研发有望促进微型机器人的大规模开发应用，帮助灾后搜救、大型机械设备和基础设施损坏检测。