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哈工大：李兵、李曜教授团队在微小型机器人领域取得重要研究进展
12 小时前
近日，哈工大深圳校区机器人与先进制造学院李兵教授、李曜教授团队在微小型机器人领域取得突破，提出一种基于惯性驱动的无腿式两栖机器人设计方法。该方法在厘米尺度实现了陆地爬行、连续跳跃和可控转向游动等多模态运动，为微型水陆两栖机器人提供了全新设计思路。研究团队采用“无腿化”整体封装设计，将执行器与控制部件完全封装于刚性壳体内，通过内部惯性源输出动量实现与外界环境的作用力，避免了外露运动部件的卡滞、磨损与失效问题。团队设计了一种可变输出的磁中性音圈电机（VCM）作为核心惯性驱动单元，通过调控驱动电压与换向时机，在同一硬件平台上实现了爆发式跳跃与高频振动推进的统一。所研制的无腿机器人重量仅24克，在沙地上运动速度可达约1.4倍体长每秒，并能连续跳跃、携带超自身重量40倍的负载，展现出优异的抗冲击能力与地形适应能力。在水中，团队受生物瓣膜被动响应机制启发，设计了非对称布置的柔性微波动鳍片阵列，通过频率调节实现推力差异，构建了“惯性驱动多方向推进”（IDMP）机制。实验表明，仅通过改变驱动频率，机器人即可在直行与左右转向之间切换，实现最小转弯半径仅5.6毫米的灵活水下运动。该成果系统性阐明了惯性驱动在两栖机器人中的多模态调控机制，为小型化水下探测、灾害搜救与复杂环境巡检等应用场景提供了可靠、紧凑的技术方案。相关研究成果以“Inertia-driven amphibious robot with asymmetric microundulatory fin arrays”为题发表在国际权威期刊《Science Advances》上，哈工大深圳校区为论文第一完成单位，合作单位为香港中文大学。
