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  记者今天从哈尔滨工业大学化工学院获悉,由潘钦敏教授率领的研究团队首次开发出一种可以模仿水黾跳跃能力的仿生微型机器人,不只能够在水上行走,还可以在水上连续跳跃。其敏捷跳跃的能力,可以在从事军事侦察、水污染监测或其他任务时避免障碍。相关论文刊登在7月26日美国化学学会出版的《应用材料与界面》杂志上。

  水黾是一种在湖水、池塘、水田和湿地中常见的小型水生昆虫,身长约1厘米,不仅能在水面上滑行,还能在水面上进行跳跃。据潘钦敏介绍,研究人员以前已取得了一些关于微型机器人在水面上行走的进展,例如可以掠过湖泊和其他水体以监测水质等。然而,即使是最先进的设计,也只能使其在水上行走。制造出真正能够在水上跳跃的机器人比较困难,因为通常需要通过它用腿蹬踩水面形成向下之力才可将自身推到空中。

  本项研究在哈尔滨工业大学机器人国家重点实验室和国家自然科学基金委员会的资助下完成。这个可以在水上跳跃的机器人采用一种新型驱动系统,包括微型直流电的发动机、减速器齿轮装置。在材料设计上,使用多孔超疏水(憎水)泡沫镍来制造机器人的3个支撑腿及2个跳跃腿。尽管该机器人自身重量有11克,相当于1100只水黾,在实验中其每次跳跃前进的高度却有将近14厘米,跳远的距离达35厘米,超过自身长度的两倍以上。研究人员对其支撑腿施加不同的力量,通过数值模型和模拟计算分析发现,超疏水材料是增加支撑腿向上的力量,以及减少在跳跃过程中的能耗的关键。