前瞻网|缩小至硬币大小仅重0.3克!，最小最快!哈佛受蟑螂启发的机器人突破又一极限图片来源:KaushikJayaram/HarvardSEAS

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受昆虫生物学的启发，哈佛大学的一个团队正在突破其项目的极限，打造出有史以来最小、速度最快的微型机器人。
在名为&ldquo哈佛移动微型机器人&rdquo(HAMR)项目的最新进展中，研究人员表示，他们已经成功地将这个灵感来自蟑螂的机器人缩小到硬币大小。这个小机器人虽然还不能爬上水柱，但它可以奔跑、跳跃、携带重物和快速转弯。
这个被称为HAMR-JR的微型机器人是由哈佛大学约翰·A·保尔森工程和应用科学学院(SEAS)和哈佛威斯生物启发工程研究所的研究人员携手开发的，它只有受蟑螂启发的哈佛移动微型机器人HAMR的一半大小。
HAMR-JR只有一便士大小，几乎可以完成它的大型前身的所有壮举，促使它成为迄今为止最灵巧的微型机器人之一。
&ldquo这种规模的大多数机器人都相当简单，只展示了基本的移动能力。 &rdquoKaushikJayaram说，他是SEASandWyss的前博士后研究员，也是该论文的第一作者。 &ldquo我们已经证明，你不需要为灵巧妥协或控制大小。 &rdquo
Jayaram目前是科罗拉多大学博尔德分校的助理教授。
这项研究在本周的国际机器人和自动化会议(ICRA2020)上虚拟会议展示了出来。
这项研究面临的一个大问题是，用于制造HAMR早期版本和其他微型机器人(包括RoboBee)的弹出式制造流程，是否可以用于制造多种规模的机器人&mdash&mdash从微型外科机器人到大型工业机器人。
PC-MEMS(印刷电路微机电系统的缩写)是一种制造工艺，在这种工艺中，机器人的部件被蚀刻在一张2D的薄片上，然后以3D的形式呈现出来。为了建造HAMR-JR ，研究人员只是简单地缩小了机器人的2D平面设计&mdash&mdash以及驱动器和车载电路&mdash&mdash以重现一个具有所有相同功能的更小的机器人。
Jayaram说:&ldquo这次试验的奇妙之处在于，我们不必对之前的设计做任何改变。 &rdquo&ldquo我们可以证明，这一制造过程基本上可以应用于各种尺寸的任何设备。 &rdquo
HAMR-JR体长2.25厘米，重约0.3克，相当于一枚硬币的重量，它奔跑速度惊人，使它不仅是最小的，也是最快的微型机器人之一。
这项研究是由JenniferShum,SamanthaCastellanos和E.FarrellHelbling共同撰写的。这项研究得到了DARPA和维斯研究所的支持。
对蟑螂的误解
对这位今年加入CUBoulder的工程师Jayaram来说，这个项目是一系列机器人设计中最新的一个，这些机器人的灵感来自一个不太可能的来源:令人厌恶的蟑螂。
Jayaram之前制造了一个名叫CRAM的小型机器人，它可以像城市里的害虫一样挤进看似不可能的空间。他的另一个作品能够头朝下撞到墙上，然后继续跑&mdash&mdash就像一只蟑螂一样。
&ldquo在上研究生之前，我从来都不喜欢蟑螂。 &rdquoJayaram说， &ldquo但后来，这么多年来，我觉得， &lsquo是啊，你太恶心了。但作为一种特别的生物，你也是非常有用的，我们可以从中学到东西。 &rsquo&rdquo
设计用来模仿这种讨厌昆虫的速度和机动性的HAMR-JR ，也带来了一系列工程上的挑战。
最主要的就是动力问题。这种尺寸的机器人不能使用传统的马达。当它们太小的时候就会过热。因此，哈佛大学的研究小组使用一种叫做&ldquo压电致动器&rdquo的工具为HAMR-JR提供了动力。
此外，按比例缩小确实会改变一些控制步长和关节刚度的原则，因此研究人员还开发了一个模型，可以根据目标尺寸预测运动指标，如跑步速度、脚力和有效载荷。然后可以使用该模型来设计具有所需规范的系统。