下一代机器人蟑螂可以探索水下环境

在自然界中，蟑螂可以在水下存活长达30分钟。现在，机器人蟑螂可以做得更好。哈佛的Ambulatory Microrobot，被称为HAMR，可以在陆地上行走，在水面上游泳，并在必要时在水下行走，为这个小机器人开辟新的环境进行探索。

下一代HAMR使用多功能脚垫，当HAMR需要游泳时，它依赖于表面张力和表面张力引起的浮力，但当HAMR需要下沉时也可以施加电压来破坏水面。该过程称为电润湿，其是在施加的电压下材料与水表面之间的接触角的减小。接触角的这种变化使物体更容易破坏水面。

在水面上移动允许微型机器人逃避淹没的障碍物并减少阻力。使用四对不对称襟翼和定制设计的游泳步态，HAMR机载桨在水面上游泳。受到潜水甲虫步态的启发，研究人员利用机器人被动襟翼与周围水之间的不稳定相互作用，有效地向前游动和转向。

“这项研究表明，微型机器人可以利用小规模物理 - 在这种情况下是表面张力 - 来执行对大型机器人具有挑战性的功能和能力，”哈佛John A.博士后研究员Kevin Chen博士说。保尔森工程与应用科学学院(SEAS)和该论文的第一作者。

HAMR的规模是其表现的关键，”SEAS的研究生，该论文的共同作者Neel Doshi说。“如果它更大，那么支持具有表面张力的机器人将是具有挑战性的，如果它更小，机器人将需要更多的力来打破它。”

HAMR重1.65克(大约和一个大的回形针一样多)，可以携带1.44克的额外有效载荷而不会下沉，并且可以以高达10赫兹的频率划桨它的腿。它涂在Parylene上，以防止它在水下短路。

一旦低于水面，HAMR使用相同的步态，就像在干地上行走一样，并且同样具有移动性。然而，离开水面是一项巨大的挑战。水的表面张力是HAMR重量的两倍，感应扭矩会导致机器人后腿摩擦力的急剧增加。研究人员加强了机器人的传动，并在机器人的前腿上安装了软垫，以增加有效载荷，并在攀爬过程中重新分配摩擦力。最后，沿着适度的斜坡行走，机器人能够突破水的状态。

一旦低于水面，HAMR使用相同的步态，就像在干地上行走一样，并且同样具有移动性。然而，离开水面是一项巨大的挑战。水的表面张力是HAMR重量的两倍，感应扭矩会导致机器人后腿摩擦力的急剧增加。研究人员加强了机器人的传动，并在机器人的前腿上安装了软垫，以增加有效载荷，并在攀爬过程中重新分配摩擦力。最后，沿着适度的斜坡行走，机器人能够突破水的状态。