研究人员开发具有人工肌肉的软体机器昆虫

瑞士联邦理工学院（EPFL）的工程学院的研究人员开发了一种软体机器昆虫，具有人工肌肉，可以以每秒3厘米的速度行进。

人工智能（AI）和机器人技术的最新进展使我们更接近一个可能以前无法预测的世界。这个世界包括机器昆虫群等事物。

研究团队开发了两种不同版本的软体机器昆虫，称为DEAnsect。第一种版本使用超薄电线连接，非常坚固。它可以被折叠，甚至在被苍蝇拍或鞋子击中后仍能继续移动。

研究人员开发的第二种模型是无线和自主的。它完全无线，重量不到1克，即使携带电池和所有电子组件也如此。对于智能机器昆虫的大脑，有一个微控制器，眼睛是光电池。这样它就可以识别黑白图案，DEAnsect可以跟随地面上画的任何线条。

DEAnsect是EPFL的软体传感器实验室（LMTS）团队的工作成果。他们与集成执行器实验室（LAI）和法国塞尔吉-蓬图瓦兹大学的同事合作。研究结果最近发表在《机器人科学》杂志上。

DEAnsect具有介电弹性执行器（DEAs），即人工肌肉，薄如人类头发。它通过振动使昆虫向前移动。DEAs使软体机器昆虫变得如此轻便和快速移动。DEAs还帮助软体机器昆虫在不同环境中导航，包括波浪表面。

人工肌肉包含一个弹性膜，置于两个软电极之间。当施加电压时，电极相互连接，膜被压缩。膜在电压关闭后恢复到其原始形状。

软体机器昆虫的每条腿都装有这些肌肉。通过快速打开和关闭电压来产生运动。具体来说，频率为每秒400次，以推动软体机器昆虫。

研究团队使用纳米制造技术，使人工肌肉能够在较低电压下工作。具体来说，他们减少了弹性膜的厚度。他们还开发了软性、高导电性的电极，厚度仅为几分子。由于这种设计，研究人员能够大大减小电源的尺寸。

赫伯特·谢阿（Herbert Shea）是LMTS的主任。

“DEAs通常需要几千伏的电压，这需要一个大型电源单元，”谢阿解释道。“我们的设计使得重量仅为0.2克的机器昆虫能够携带所有必要的组件。这项技术为机器人领域广泛使用DEAs开辟了新的可能性，例如用于智能机器昆虫群、用于检查或远程维修，甚至用于深入了解昆虫群落通过将机器昆虫送入其中。”

“我们目前正在与斯坦福大学合作开发一个完全无线和软体的版本，”谢阿说。“从长远来看，我们计划在昆虫上安装新的传感器和发射器，以便它们可以直接相互通信。”