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多模态微型机器人由于能够在多种地形中导航，因此越来越受到人们的关注，在检查、勘探和生物医学领域有着潜在的应用价值。尽管目前已经取得了显著的进步，但要将卓越的机动性、低功耗和高可靠性结合到单一的多模态微型机器人中仍然是一项挑战。 针对这一挑战，近日，清华大学张一慧/Wenbo Pang团队提出了一种可被动变形轮的架构设计，基于仿生触手结构的非对称弯曲刚度，可以使机器人在不同的几何构型下保持稳定。通过将这种轮子与电磁电机和柔性身体结合，作者团队开发了一种高度紧凑、轻便的多模态微型机器人（长度~32毫米，质量~4.74克），具有三种移动方式。 这一机器人具有很高的运动速度（~21.2 BL/s）、出色的敏捷性（相对向心加速度，~206.9 BL/s2）、低功耗（cost of transport，~89）、高可靠性和强的地形适应性。电池和无线控制模块的集成使得微型机器人实现了无系绳，它能够在保持高运动速度和出色敏捷性的同时，在混合地形中行进。![]()
图1 多模态微型机器人被动变形轮的仿生设计理念
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图2 被动变形轮仿生触手结构的合理设计方法
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图3 各种运动模式的性能及鲁棒性测试
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图4 微型机器人在混合地形上的运动
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图5 无系绳多模态微型机器人的设计与性能。
- 原文题目：An agile multimodal microrobot with architected passively morphing wheels
- 论文共同第一作者：Yuchen Lai, Chuanqi Zang
- 原文链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp1176
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