HAMR-JR微型機器人世上速度最快的機器人

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（哈佛動態(tài)微型機器人）團隊正在突破其項目的極限，打造出迄今為止最小，速度最快的機器人！

這個被稱為HAMR-JR的微型機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’屬性，奔跑時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在本周的國際機器人與自動化會議（ICRA 2020）上隆重登場， 不過它已經(jīng)不是第一次進入人們的視野中了。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)載量達到了其自身重量的10倍！

HAMR-JR的設(shè)計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。它每秒可以運行約14個體長，不僅是最小的四足機器人，而且是最快的微型機器人之一。

設(shè)計與制造

HAMR-JR的質(zhì)量和慣性減小會導(dǎo)致機器人的腳與地面接觸時容易滑動。解決此問題的方法是給機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，從而提高運動速度。 可以通過調(diào)節(jié)八個獨立驅(qū)動的自由度之間的相對相位來執(zhí)行各種運動步態(tài)。

HAMR團隊的研究人員利用PC-MEMS方法（印刷電路微機電系統(tǒng)）制造了HAMR-JR。這種方法的基本步驟為：將機器人的組件刻蝕成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機器人結(jié)構(gòu)。

為了量化HAMR-Jr的負(fù)載能力，研究人員在機器人頂部添加了定制的3D打印砝碼，并進行了五次試驗，使用 10H?的運動速率，跑和叉腳步態(tài)。實驗發(fā)現(xiàn)，等于或小于機器人體重的額外有效負(fù)載不會顯著影響機器人的性能。但是，較大的有效載荷迫使機器人減速。在機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)了一個模型，該模型可以根據(jù)目標(biāo)大小預(yù)測運動指標(biāo)，例如奔跑速度，腳力和有效載荷?？梢允褂迷撃Ｐ蛠碓O(shè)計具有所需規(guī)格的系統(tǒng)。

像HAMR-Jr這樣的微型機器人在搜救、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，微型機器人可以輕松進入，從而代替人類進行搜救工作。在外科醫(yī)療手術(shù)中，約束條件甚至更小，最大的動脈僅約8至10毫米，因此機器人的尺寸和重量在此類應(yīng)用中至關(guān)重要。

HAMR團隊的主要研究人員，教授Kaushik Jayaram表示：“ HAMR-Jr可以實現(xiàn)接近蟑螂的機械敏捷性的步態(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）和功能更強大的HAMR-Jr版本，當(dāng)然它的尺寸會更小。這樣的機器將來可能會脫離實驗室，爬進飛機發(fā)動機或機械工程師無法進入的狹小空間。甚至可能對人類患者進行手術(shù)?！?/p>

責(zé)任編輯：gt