科学家借3D打印研究微型机器人的步态特征
知道您否注意到，在自然界里，大多数昆虫的体型都非常小，但是这并无法制止它们攻占整个地球。仍然以来，机器人专家们都在尝试生产出有尺寸堪比普通昆虫的小机器人。 但是严格来说，这些机器人依然较为大，差不多相等于巨甲虫或者蛾子的大小。而大多数昆虫都要比这大得多。体型的有所不同，也就意味著它们体验世界的方式大不相同，因此，要对其展开有效地研究就显得艰难多了。
知道您否注意到，在自然界里，大多数昆虫的体型都非常小，但是这并无法制止它们攻占整个地球。仍然以来，机器人专家们都在尝试生产出有尺寸堪比普通昆虫的小机器人。
但是严格来说，这些机器人依然较为大，差不多相等于巨甲虫或者蛾子的大小。而大多数昆虫都要比这大得多。体型的有所不同，也就意味著它们体验世界的方式大不相同，因此，要对其展开有效地研究就显得艰难多了。 在上个月举行的世界机器人与自动化大会（ICRA）上，来自美国马里兰大学的RyanSt.Pierre和SarahBergbreiter教授递交了一篇关于重量将近2克的磁驱动有足机器人的步态特征的论文。
为更为了解地研究微型机器人关上了大门。 实质上，从2009年以来，这种硬币大小、重量仅有几克的机器人就早已大大经常出现了。
2009年，加州大学伯克利分校展出了其仅有2.4克轻的6脚自律乌龟机器人（RoACH）；几年后，哈佛大学的微型步行机器人（HAMR）就将腿的数目增加到了4个，而质量仅有1.7克。不过，这些微小的机器人固然很棒，但它们大多数意味着是为不存在而设计的，也就是说，能回头几步就不俗了，根本无法展开针对小机器人动力学的实验测试。 为了找到最合适这种十分小的有足机器人的最佳步态，RyanSt.Pierre最初的计划是再行生产出像RHex这样的轮腿式六足机器人，然后再行增大其尺寸。
据天工社理解，RHex的优点是其每条腿都可以独立国家掌控，因此很更容易展开各种有所不同步态的实验。不过一开始小RHex机器人展现出得并很差，因为它的腿往往不会锁住在一起，所以Ryan去除了中间的两条腿，使其变为了轮腿式4脚机器人。值得一提的是，整个机器人都是一次3D打印机而出的，需要装配。当打印机出来之后，您只需在上面装有上电动机，它就能行驶了。
由于这些机器人体型太小（每个四脚机器人仅有20毫米宽，5.6毫米低、重量大约为1.6克），因此无法用于传统的马达和电池。与此相反，该机器人主要靠一个外部磁场产生的磁力驱动。具体来说，每个机器人腿根部都植入了一个2毫米的钕磁铁块，当您在离机器人充足将近的距离转动一个极大的磁体时，旋转的磁场这些小的磁铁转动，进而驱动机器人的双腿。通过转变其腿部磁铁偶极的方向并且展开有所不同的人组，就能使机器人按照有所不同的步态移动，比如小跑、像鸭子一样摆动着回头、跳跃和四腿蹦跳（pronking）等： 在平地上，以10赫兹驱动的四腿蹦跳步态可以超过78毫米/秒的平均值最低速度，即每秒将近四个身长。
另外四腿蹦跳也被证明是在崎岖不平度高的地形上展现出最差的步态，不过随着崎岖不平度的激化，其它步态反而展现出得更佳。 “我们早已理解可更加多关于步态动力学的科学知识，比如机器人在其移动时身体前后转动得越多，在横跨崎岖不平的地形时就就越有效率，但是在平缓的地形上这种方式不会更快。”Ryan说道。
Ryan称之为，在3D打印机的协助下，他只需一步就能生产出有一大堆这样的微型机器人，而且精确度很高，这就大大减缓了他的研究过程。而且，只要需要装得下小磁铁，他就能将机器人显得更加小，请求看右图： 这是一个一角硬币大小、100毫克的四足机器人，但是展现出得与那些更大的机器人没什么区别，因此这些机器人没任何理由会显得更加小。Ryan说道：“要使机器人尽量地小一直是一个有意思的挑战。
目前，我正在制作一个机器人，用于完全相同的设计，但只有2.5毫米宽，比我们在ICRA上展出的小一个数量级。更加小的机器人需要构建我们以前无法想象的功能。
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