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　　光明日報北京12月4日電（記者鄧暉）體(ti) 長從(cong) 6毫米到90毫米、質量從(cong) 0.2克到3克不等，能在不同形貌，如圓柱麵內(nei) 外側(ce) 、波浪麵、楔形麵、球麵等表麵攀爬，還能在兩(liang) 個(ge) 不同表麵之間過渡——近日，清華大學航天航空學院張一慧教授課題組創新研製出一種可適應不同形貌牆麵的微型軟體(ti) 攀爬機器人。

　　具備攀爬能力的微型機器人由於(yu) 其微小的身軀，可以代替人類進入複雜、非結構化環境中執行特殊任務，在探測、生醫等方麵有著巨大應用價(jia) 值。由軟材料組成的類肌肉軟驅動器可以為(wei) 機器人提供極佳的靈活性、適應性和機械魯棒性，相應的微型軟體(ti) 攀爬機器人也得到了研究者的廣泛關(guan) 注。然而，如何實現微型軟體(ti) 攀爬機器人在多種形貌表麵上攀爬，甚至在兩(liang) 種不同表麵之間過渡，仍然存在巨大挑戰。

　　在本研究中，課題組基於(yu) 液晶彈性體(ti) 的定製化驅動應變設計策略和屈曲組裝方法，開發了一係列具有可定製三維變形能力的小尺度電熱驅動器，其具有豐(feng) 富的三維構型和多樣的驅動變形能力。與(yu) 現有的電驅動三維驅動器相比，該類驅動器在毫米尺度（從(cong) 1毫米到10毫米）可實現複雜的變形效果以及最大的彎曲變形角度。此外，該驅動器在溫度作用下還具有形狀可恢複以及剛度可調控的特性。

　　基於(yu) 上述可定製三維驅動器製備，課題組設計了一款包含可重構靜電吸附腳掌、可變形身軀和智能關(guan) 節三部分的微型軟體(ti) 攀爬機器人。通過對機器人變形性能以及腳掌吸附性能的表征與(yu) 分析，可實現機器人在圓柱麵內(nei) 外側(ce) 、波浪麵、楔形麵和球麵等不同形貌表麵的攀爬。

　　受浮遊生物水螅多種運動步態的啟發，研究人員通過對可變剛度“智能關(guan) 節”的控製，實現了機器人在步進、“翻筋鬥”前進和翻轉過渡三種運動步態之間的按需切換。最終，機器人可以在不同材質、不同粗糙度、不同形貌牆麵攀爬，並在兩(liang) 種不同牆麵之間過渡。

　　張一慧介紹，“解鎖”了這一新技能後，該微型軟體(ti) 攀爬機器人可進入一些狹窄、複雜的環境中，代替人類執行探測等作業(ye) 任務。例如在飛機發動機、煉油機等複雜係統中，該機器人可以經曆各類管道、齒輪等曲麵結構，到達指定位置進行故障檢測等任務。

　　相關(guan) 研究成果於(yu) 近日在《美國科學院院報》以《一種基於(yu) 可變形三維驅動器的可在複雜表麵攀爬和過渡的微型軟體(ti) 機器人》為(wei) 題發表。