成群的老鼠大小的机器人忙着维护国家的桥梁

如果向马里兰大学机械工程学教授、微型机器人实验室负责人莎拉·伯格布雷特询问微型机器人与桥梁之间的联系，她很可能会谈到观察人们攀登澳大利亚悉尼海港大桥的情景。

“这太疯狂了。铆钉不是平的。很难看到任何东西能够在桥梁的这些下部结构周围移动，”她说。

但这正是 Bergbreiter 和马里兰大学教授 Nuno Martins 和 Richard La 必须做的事情。他们并没有想出更好的安全带或奇怪的装置来让人们更容易爬上桥梁。相反，他们刚刚开始一个为期三年的项目，该项目得到了美国国家科学基金会 85 万美元的资助，旨在设计、建造和部署一群微型机器人，每个机器人的长度不超过几厘米，它们将通过爬上桥梁、穿越底部铆钉和螺栓的复杂地形以及在人类控制人员的最低限度输入下协同工作来存储和传递与它们爬过的桥梁强度和稳定性相关的图像和测量值，从而协助桥梁检查。

“我们的愿景是让一大群机器人在桥上跑来跑去，”伯格布雷特说。“我不认为三年内就能实现，但我认为我们很快就能决定这项技术的商业化程度。”

美国桥梁的平均使用年限为 42 年，这是定期检查的最佳年龄。如今，检查美国约 605,000 座桥梁中的任何一座都是一项繁琐、耗时数小时的任务，通常由专家团队完成。如果将 50 到 100 个虫子大小的机器人与人类团队协同工作，将减少检查桥梁所需的时间，并避免关闭桥梁以禁止行人和车辆通行。这些机器人一旦收到特定命令，就会自动在桥上移动，并协同检查各种表面并进行测量。设计这样的机器人将是动态运动和粘附方面的一项独创壮举，而这两个领域都是 Bergbreiter 自 2008 年帮助建立 UMD 微型机器人实验室以来一直深入研究的领域。

“关键是能够粘附并爬过桥梁表面，无论它们是混凝土、钢材还是涂漆钢材，”她说。伯格布雷特表示，实验室正在研究的粘附技术灵感来自《蜘蛛侠》系列电影以及《碟中谍》中汤姆·克鲁斯的表演。想象一个机器人利用电粘附技术附着在桥梁上，或者一个蠼螋大小的机器人使用细小的毛发，或“壁虎粘附”技术附着在铆钉上。“关键是能够随时打开和关闭它，”伯格布雷特说。加上一条尾巴或一根灵活的脊柱，你就会拥有一个可以粘附在桥梁上并轻松从水平表面移动到垂直表面的机器人，以及远非平坦的铆钉等结构。伯格布雷特表示，马里兰大学微型机器人实验室已经在小型项目上使用新型粘附技术和不同的移动机制进行了演示。

至于传递桥梁检查有用的信息，教授们可能会从微型机器人实验室的 TinyTerps 中获取信息，这是一种四分之一大小的机器人，以马里兰大学的吉祥物水龟（简称为 terp）命名，可以被认为是微型 Arduino 板。“它们实际上有一个无线电微控制器，你可以在上面插入和拔下不同的传感器，”Bergbreiter 说。

这些桥梁检查微型机器人的外观和工作原理还不得而知。但 Bergbreiter 表示，这正是这个新项目的乐趣所在。

“我们从 20 世纪 50 年代末和 60 年代就开始研究大型机器人，人们在这个领域已经取得了许多令人惊奇的成就，”她说。但她又苦笑着补充道：“底层还有很大的发展空间。”