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美研究人员用3D打印开发微型机器人

近日,美国斯坦福大学的研究人员使用3D打印技术开发了一个微型机器人MicroTugs,只有弹珠大小,却是一个超级大力士。它可以水平拉动比自身重2000倍的物体(21公斤),或者拖着被100倍于自己体重的物体在玻璃表面上垂直向上。换句话说,这个小大力士相当于“一个人在沙滩上拖动一头蓝鲸”或者“蜘蛛侠背着一头大象在爬摩天大楼”。

MicroTugs是由斯坦福大学仿生学与灵巧操纵实验室的一个研究团队开发的,他们在最先进机器人技术的基础上,向大自然获取灵感。为了让MicroTugs能够拉动远超自己体重的重物,他们仿效壁虎和蚂蚁,给它装上了粘性脚垫,使它可以爬到任何地方。

与壁虎一样,机器人MicroTugs的底部覆盖着数以千计微小的毛发状橡胶“鞋钉”,这些小“鞋钉”能够弯曲并粘附在任何表面上,形成超强粘力。一旦被锁定到地面上,MicroTugs就像是有自带的马达拖着它的负载(通过缆线和吊钩)向前行。但粘得那么结实,机器人怎么迈腿啊?这时只要一个指令,这些弯曲的“鞋钉”就可变直,机器人相应的脚就可以轻松离开地面了。

那么研究人员为什么要把MicroTugs做得这么小呢?其实它只是科学家们用来展示概念用的,真正开发的微型机器人比这还要小一百倍。真正的MicroTugs只有20毫克重,却能背着500毫克的载荷,它是如此微小,只有在显微镜下才能组装。其他的MicroTugs重量从9克到20克不等,差不多相当于一只体型稍大的虫子。

值得注意的是,MicroTugs的零部件都是3D打印出来的,3D打印使得研究人员可以很方便地精确放大或缩小尺寸。而且也很经济,每个机器人的制造成本只有20美元。

或许让这些小大力士在桌面上表演拖动一个咖啡杯并不那么令人印象深刻,但研究团队认为,他们的MicroTugs很容易就能变得更大更强——只需让3D打印机把部件打印得更大就行了。

MicroTugs可以在工厂或建筑工地上使用,而且还可以多个机器人进行团队合作,在一些艰险的地方移动对象,比如在倒塌的矿山和房屋内营救幸存者。美国五角大楼的DARPA研究单位甚至已经开始开发一种类似的技术,能够让士兵像蜘蛛侠那样爬上直立的高大墙壁。