我国仿生机器昆虫技术突破：长 2cm、 5.5 倍质量承重、运动可控

IT之家 5 月 16 日消息，北京航空航天大学近日发布了闫晓军教授团队在机器昆虫方面的最新研究成果的新闻报告。

▲北京航空航天大学官网截图

报道称，北京航空航天大学能源与动力工程学院闫晓军教授团队，发明了一种用于昆虫尺寸机器人的微型动力系统，并以此为基础，研制了一种快速机动、高载重、无线可控的微型机器昆虫“BHMbot，BeiHang Microrobot”（身长 2 cm，重 1.76 g，含能源、控制、通讯和传感模块）。

相关研究成果以“A Wireless Controlled Robotic Insect with Ultrafast Untethered Running Speeds”为题在线发表于《Nature Communications》（《自然・通讯》）杂志（点此查看）。

BHMbot 机器昆虫解决了微型机器人三大难题，IT之家整理如下：

微型动力系统的能量转换效率提高

微型动力系统中，直线式驱动器将输入的电能转化为机械能，并向外输出机械振动；柔性铰链传动机构将这种振动转换为仿生腿的周期振动和机器昆虫机体的高频弹跳运动，最终实现电能到动能的高效转换。

闫晓军教授团队发明了一种基于直线式驱动和柔性铰链传动的新型动力系统，可以在厘米尺寸下实现能量的高效转化。

机器昆虫的载重能力提高

现有机器昆虫存在载重后性能衰退的问题，团队设计并实现了一种仿生奔跑步态，BHMbot 机器昆虫可以奔跑过程中通过自身步频和步幅的自适应调节，实现高载重下的快速爬行。

此外，BHMbot 机器昆虫能够通过跳跃频率的增加抵消单次跳跃步幅衰减带来的影响，当 BHMbot 承载 5.5 倍自身质量的重物后，仍能维持 25 倍身长每秒的速度。当载重低于一定临界值时，BHMbot 机器昆虫运动速度甚至可以实现随载重增加而上升的趋势。

▲北航科研团队研发的微型机器“昆虫”机器昆虫运动轨迹的精确控制

团队针对机器控制问题，研制了厘米级的微型控制和通讯电路，在集成能源、控制和通讯模块后，BHMbot 机器昆虫可实现程序控制和遥控控制。

BHMbot 机器昆虫通过预设程序，可以实现圆形、矩形和字母“BUAA”运动轨迹；同时，操控人员可以通过电脑或手机端发送实时控制指令，采用无线遥控的方式实现 BHMbot 机器昆虫运动避障。

▲北航科研团队研发的微型机器“昆虫”爬行动图