6月10日消息，哈佛大學(xué)約翰·保爾森工程與應(yīng)用科學(xué)學(xué)院的HAMR（哈佛動(dòng)態(tài)微型機(jī)器人）團(tuán)隊(duì)正在突破其項(xiàng)目的極限，打造出迄今為止最小，速度最快的機(jī)器人！

這個(gè)被稱為HAMR-JR的微型機(jī)器人是以蟑螂為靈感開發(fā)的，它可以奔跑、跳躍、攜帶重物和快速轉(zhuǎn)彎。只有一分錢硬幣的大小，比回形針還要輕，還被賦予了‘打不死的小強(qiáng)’屬性，奔跑時(shí)速度快的連拖鞋都追不上它，還能順便背起比自身重量重10倍的物體。

HAMR-JR的前身

HAMR-JR在本周的國際機(jī)器人與自動(dòng)化會(huì)議（ICRA 2020）上隆重登場， 不過它已經(jīng)不是第一次進(jìn)入人們的視野中了。它的前身HAMR-VI重量為1.9 g，負(fù)載量為2.9 g。而最新的HAMR-JR重量僅為0.32 g，卻能背負(fù)3.5 g的重量，不僅大大減小了體積和重量，其負(fù)載量達(dá)到了其自身重量的10倍！

HAMR-JR的設(shè)計(jì)及制造基本遵循了它的前身HAMR-VI，可以稱為其縮小版本，但性能卻提高了不止一點(diǎn)。它每秒可以運(yùn)行約14個(gè)體長，不僅是最小的四足機(jī)器人，而且是最快的微型機(jī)器人之一。

設(shè)計(jì)與制造

HAMR-JR的質(zhì)量和慣性減小會(huì)導(dǎo)致機(jī)器人的腳與地面接觸時(shí)容易滑動(dòng)。解決此問題的方法是給機(jī)器人穿上一種小巧健壯的鞋子，而且還需要權(quán)衡步幅頻率以增加步幅長度，從而提高運(yùn)動(dòng)速度。 可以通過調(diào)節(jié)八個(gè)獨(dú)立驅(qū)動(dòng)的自由度之間的相對相位來執(zhí)行各種運(yùn)動(dòng)步態(tài)。

HAMR團(tuán)隊(duì)的研究人員利用PC-MEMS方法（印刷電路微機(jī)電系統(tǒng)）制造了HAMR-JR。這種方法的基本步驟為：將機(jī)器人的組件刻蝕成2D薄片，將其轉(zhuǎn)移至一張已經(jīng)拉伸的彈性基底上，通過表面化學(xué)處理把該2D薄片選擇性地粘接于彈性基底，之后釋放彈性基底的預(yù)拉伸，即可將未粘接于基底的平面結(jié)構(gòu)彈出，形成3D機(jī)器人結(jié)構(gòu)。

為了量化HAMR-Jr的負(fù)載能力，研究人員在機(jī)器人頂部添加了定制的3D打印砝碼，并進(jìn)行了五次試驗(yàn)，使用 10H?的運(yùn)動(dòng)速率，跑和叉腳步態(tài)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，等于或小于機(jī)器人體重的額外有效負(fù)載不會(huì)顯著影響機(jī)器人的性能。但是，較大的有效載荷迫使機(jī)器人減速。在機(jī)器人能夠行走的條件下，可承受3.5 g的載荷。

研究人員還開發(fā)了一個(gè)模型，該模型可以根據(jù)目標(biāo)大小預(yù)測運(yùn)動(dòng)指標(biāo)，例如奔跑速度，腳力和有效載荷?？梢允褂迷撃Ｐ蛠碓O(shè)計(jì)具有所需規(guī)格的系統(tǒng)。

像HAMR-Jr這樣的微型機(jī)器人在搜救、探測及醫(yī)療手術(shù)等領(lǐng)域具有無限潛力。例如，房屋坍塌后，瓦礫中的縫隙通常只有幾厘米長，微型機(jī)器人可以輕松進(jìn)入，從而代替人類進(jìn)行搜救工作。在外科醫(yī)療手術(shù)中，約束條件甚至更小，最大的動(dòng)脈僅約8至10毫米，因此機(jī)器人的尺寸和重量在此類應(yīng)用中至關(guān)重要。

HAMR團(tuán)隊(duì)的主要研究人員，教授Kaushik Jayaram表示：“ HAMR-Jr可以實(shí)現(xiàn)接近蟑螂的機(jī)械敏捷性的步態(tài)，我們希望在未來幾年內(nèi)看到完全自主的（包括功率和控制功能）和功能更強(qiáng)大的HAMR-Jr版本，當(dāng)然它的尺寸會(huì)更小。這樣的機(jī)器將來可能會(huì)脫離實(shí)驗(yàn)室，爬進(jìn)飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)或機(jī)械工程師無法進(jìn)入的狹小空間。甚至可能對人類患者進(jìn)行手術(shù)。“

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