超越电池：科学家研发甲醇驱动的微型甲虫机器人

在机器人领域，开发具有复杂行为的自主微型机器人仍然是一项艰巨的任务，主要是因为缺乏高效且能利用高比能量（每千克38兆焦耳）的微致动器。当前，大多数微型机器人依赖电动执行器，但由于小型电池的比能量较低（每千克低于1.8兆焦耳），几乎所有能够长时间运行的亚克级移动机器人都需要连接外部电源。

近日，南加州大学的研究团队取得了重大突破，他们发明了一款名为“RoBeetle”的微型自主爬行机器人。这款机器人重量仅为88毫克（约三分之一盎司），大小与昆虫相近，能够使用甲醇作为燃料驱动，通过催化燃烧提供动力。

据研究团队的主要作者杨秀峰介绍，“我们的目标是创造一款大小和重量都与真实昆虫相仿的机器人。” RoBeetle的长度只有15毫米（约0.6英寸），使其成为迄今为止最轻、最小的自主机器人之一。

RoBeetle的设计采用了基于甲醇的燃料系统，这种燃料的能量密度是相同质量电池的10倍。其“肌肉”由镍钛合金丝构成，这种合金丝在加热时会收缩。合金丝表面涂有铂粉，铂粉作为甲醇蒸汽燃烧的催化剂。当甲醇蒸汽在铂粉上燃烧时，合金丝收缩，一系列微型阀门关闭以阻止进一步燃烧。之后，合金丝冷却并恢复原状，阀门再次打开，这一循环重复进行直至燃料耗尽。

RoBeetle的这种天然肌肉系统通过传动机构连接到前腿，使其能够实现爬行、攀爬甚至搬运物体的动作。研究人员在不同材质和倾斜角度的表面上测试了这款机器人，发现它能够在满载状态下连续工作两小时。

未来，这种微型机器人有望应用于基础设施检查、灾害救援以及人工授粉和环境监测等领域。

尽管RoBeetle已经取得了一些令人瞩目的成就，但研究者们认为仍有改进空间。例如，机器人只能进行直线运动，而且电子设备尚未集成，这限制了它执行复杂任务的能力。然而，这无疑是一个重要的里程碑，展示了微型机器人技术的巨大潜力。