近日，清华大学机械系现代机构学与机器人化装备实验室研发了一款能在亚厘米级管道中高效运动的微型管道探测机器人。这款机器人受到蚯蚓的启发，虽然体积小，但功能强大。

在航空发动机和炼油设备等复杂系统中，有许多用于输送水、气体和油的管道。这些管道通常具有各种直径、变化的曲率，并覆盖较长的距离。要确保这些管道正常运行，需要定期进行内外部检查。目前市面上的管道巡检机器人大多采用轮式、腿足式或履带式运动机构，多用电磁电机驱动，适合大口径管道的检测。然而，对于直径小于一厘米的小管道，机器人的尺寸难以按比例缩小。因此，研究团队提出了一种使用智能材料驱动的微型管道检测机器人（重2.2克，长47毫米，直径小于10毫米），能够适应亚厘米直径和变化曲率的复杂管道。

机器人采用了高功率密度、长寿命的介电弹性体致动器作为人造肌肉，并结合高效锚固单元作为传动装置。研究团队通过设计可调节数目的磁单元，使得机器人能快速组装，适应不同管道的复杂几何形状。此外，他们利用软材料的特性（如粘弹性和动态共振），分析并优化了机器人的动态性能，从而提高了其运动速度。

该机器人通过外部缆线提供动力，在亚厘米大小的管道中实现了水平和垂直快速运动（速度可达1.19倍身长/秒）。它不仅能在不同几何形状的管道（如变径管、L形管、S形管和螺旋形管）中高速行进，还能适应不同填充介质（如空气和油）和不同材质（如玻璃、金属和碳纤维）的管道。为了验证其检测能力，研究人员在其前端安装了一个微型摄像头，通过外部控制，机器人成功完成了多项管道巡检任务。

该研究成果以“用于亚厘米级管状环境导航的管道检测机器人”为题发表在《科学·机器人》上。这项研究展示了使用智能材料和结构快速组装和构建栓系、亚厘米直径管道检测机器人的可行性。未来，研究团队希望将此类机器人应用于飞机发动机的管路检修，从而提高工作效率并节省时间和人力成本。