杂技甲虫机器人或将激发农业领域的最新“飞跃”

受动物启发的机器人如今风靡一时，最近的创作汲取了鸟类、蛇类、章鱼甚至昆虫的能力。昆虫生物王国刚刚提供了最新的灵感，它可以在非常小的规模上带来巨大的利益。

过去十年，来自多所大学的一组机械工程研究人员一直在深入研究叩头虫的进化、解剖学和运动。近年来，该团队专注于研究这种微小昆虫胸部的肌肉如何使其不仅能够行走数倍于其身体长度的距离，而且在翻身时还能自行恢复。这种推进力被称为弹跳，被视为一种可以应用于机器人领域的自然特征。

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据《美国科学院院刊》发表的一篇新论文所述，萨迈赫·陶菲克领导的团队设计了一系列盘绕式致动器，模仿叩头虫的解剖结构。拉动时，这种梁状装置会弯曲并储存弹性能量，就像叩头虫的胸部肌肉一样。一旦释放致动器，由此产生的放大推力会将微型机器人向上推，使其能够以与真实昆虫大致相同的速度越过障碍物。未来的机器人可以利用这种运动，使用小型机载摄像机穿越和检查喷气涡轮机等大型系统的内部结构。

陶菲克在一份声明中解释道，该团队试验了四种机器人执行器变体，以根据生物数据和数学建模确定哪种最经济、最有效。最终，两种设计成功推动了机器人，无需任何人工干预。

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“展望未来，我们还没有针对下一代机器人的具体设计制定固定的方法，但这项研究为这项技术的演变埋下了一颗种子，”陶菲克说道，并解释说整个反复试验的过程与生物进化相似。

科学家还认为，未来使用动态屈曲级联致动器的昆虫大小的机器人可以部署在大型农场等农业环境中。通常使用无人机和探测车等技术来监测田地，但这些微型设备可以开辟全新的、更精细的观察和记录方法。