微型机器人指的是尺寸以毫米或者微米计量的机器人，它们结构精巧，通常由智能材料驱动，例如具有压电效应的电活性材料。虽然现在很多微型机器人都展示了不错的运动能力，但它们还缺少一个关键的部件，那就是能够有效进行物体抓取，和环境交互的“夹爪（gripper/manipulator）”，在一定程度上限制了它们的能力。近日，由哈佛大学，洛桑联邦理工培训以及科羅拉多大學波德分校联合在国际机器人通讯期刊《IEEE机器人与自动化通讯》（IEEE Robotics and Automation Letter）发表了一篇文章中提出了一种“压电材料驱动的微型夹爪”，这款夹爪本身张开的尺寸大约为0.2mm，自身重量0.1g, 但确可以抓取重达3g（30倍）的物体。该“微型夹爪”被安装到了一款4.5cm见方的微型四足机器人上，并且展示了一些移动机器人的“微操作”，例如搬运一些微小的芯片等，展示了颇佳的实用效果。

小蚂蚁可以搬运比自己重的食物

0.1g重量的超微型夹爪抓取3g的重物

微型机器人与仅有2毫米的微型夹爪

“千里之堤，溃于蚁穴”，常常用来比喻不注意小事则会酿成大祸。但从另一方面看的话，即便是小小的蚂蚁也不可小觑。说起机器人，除了高大威猛的工业机器人和灵巧的四足机械狗。有一类特别的机器人也在机器人大舞台中占据了一席之地，并且也有着很大的应用前景，那就是微型机器人。

微型机器人概念图

自然界已经给了科学家一些参考的案例，例如毫米级的各种昆虫，或者是纳米级的鼎鼎大名的病毒噬菌体（长相规整，简直是一个微型机器人）。研究微型机器人可以帮助人类去处理一些特殊的场景和任务，例如类似昆虫的微型机器人可以进入狭小的空间，完成检测的任务，或者是在自然灾害中寻找幸存者，类似病毒的纳米机器人可以用于生物医疗机器人，投入人体去针对性的杀灭病灶。

哈佛大学微型机器人实验室明星产品

哈佛大学的微型机器人实验室（Microrobotics Lab）致力于微型机器人（毫米/微米级别）。该实验室推出了不少明星产品，例如HAMR，ROBOBEE，发表于国际**期刊上。感兴趣的同学可以参照文末的论文信息。
 
上面这些机器人虽然有着相当不错的能动性（mobility），它们却缺少一项很关键的零部件，那就是夹爪（末端执行器），就好比一直没有“颚”的小蚂蚁。过往的研究主题都集中在如何提高微型机器人的可控性和移动性。如果能够为微型移动机器人配置一只“夹爪”，就可以为它们开拓更多的应用场景，例如在狭窄的空间投放和收集材料和零部件，好像蚂蚁收集食物一般。

超微型夹爪放大图
 
       近日，由哈佛大学，洛桑联邦理工培训以及科羅拉多大學波德分校联合在国际机器人期刊《IEEE机器人与自动化通讯》（IEEE Robotics and Automation Letter）发表了一篇文章中提出了一种“具有压电效应的材料驱动的微型夹爪”，为大家呈现了一个两指之间宽度不到1mm的超微型夹爪（大家可以自行用手比划一下1mm大概多大），它本身由具有压电效应（piezoelectric）的材料进行驱动，自身重量为0.1g，可以提起重达3g重量的物体（约为30倍），在这里小编拿它类比于蚂蚁强有力的大颚。
 

本文摘自：网络 日期：2020-06-04
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