华人学者研发“打不死”的苍蝇机器人登《Science Robotics》，高度集成可自主巡航！

导读

制造昆虫大小的自动化软体机器人是一项不小的挑战,其中一个很大的障碍就是软体驱动器的低功率密度，使得昆虫机器人无法负载整个传感，控制，以及供能系统。近日，瑞士洛桑联邦理工 (EPFL) 的团队研发出了具备高功率密度的人造肌肉，并用该人造肌肉设计制造了软体苍蝇机器人DEAnsect。这个机器人集成了传感器，控制器，电池等，从而实现了自主智能巡航。

作者：WJY

近日，华人科学家冀晓斌、刘昕畅，以及来自洛桑联邦理工学院（EPFL）的软传感器实验室（LMTS）和综合执行器实验室（LAI）、法国塞尔吉 - 蓬图瓦兹大学的聚合物和界面物理嵌合实验室（LPPI）的几位科学家，共同开发了一种柔软的仿生昆虫机器人DEAnsect，这个机器人看起来像只小苍蝇。

DEAnsect整体长约4厘米，体重不到一克，在苍蝇拍的“胖揍”之下，毫发未损，可以继续移动。

把它拎起来恢复原状，又能缓缓向前。

近距离观察，可以看到这个苍蝇机器人的躯体较为平坦，有着金属躯体和透明翅膀，同时整个身体十分柔软。

DEAnsect

事实上，DEAnsect 由Dielectric elastomer actuators (DEAs) 驱动。DEAs是一类电活性人造肌肉，可以实现几千赫兹的高速运行频率，通过先进的纳米制造工艺，研发团队降低了DEAs的驱动电压，并且同时保持了DEAs高速与高功率密度的优势。降低电压使得DEAs的整体控制系统可以小型化轻量化，从而可以集成在软体机器人上。

DEA 工作原理示意图，DEA 由两个柔性电极之间的弹性体组成，当施加电压时，发生电荷分离并在膜上引起静电压力，电极相互吸引，这会使薄膜变形，增加其面积并减小其厚度

DEAnsect有两个版本，分别是有线版本和无线自动化版本。

柔软的身体由三条腿组成，每条腿由对应的人造肌肉独立控制。人造肌肉每秒扩张与收缩四百多次，每一次都驱使对应的腿向前迈进。肌肉的高速运转使机器昆虫能以每秒3厘米的速度前进。DEAnsect 可以在不同的地形上运行，甚至是起伏不平的表面。

无线自动化DEAnsect则集成了780毫克的控制与供能系统，从而摆脱了导线的束缚。总质量不到1克的DEAnsect可以背负400mg的电池以及其他电子器件。

微控制器做大脑，光二极管做双眼，DEAnsect可以独立识别黑白图案，从而实现对不同图案路线的自主巡航。

研究人员表示之后将做一个 DEAnsect 族群来模拟昆虫族群的集体智能表现，从而执行多功能化的任务，比如灾难救援，还有与自然界昆虫聚居来研究它们。

还有一则圣诞彩蛋：

五个 DEAnsect 化身 “驯鹿” 拉着圣诞老人

虽然目前DEAnsect 还做不了太多实质性的事情，但它仍然可以算是一项可喜的成就，展示了软体机器人领域一些有趣的发展方向。

参考链接：

https://actu.epfl.ch/news/a-soft-robotic-insect-that-survives-being-flattene/

https://www.epfl.ch/labs/lmts/lmts-research/deansect/

https://robotics.sciencemag.org/content/4/37/eaaz6451

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